JPH05261079A - 磁気共鳴イメージング方法 - Google Patents

磁気共鳴イメージング方法

Info

Publication number
JPH05261079A
JPH05261079A JP4063944A JP6394492A JPH05261079A JP H05261079 A JPH05261079 A JP H05261079A JP 4063944 A JP4063944 A JP 4063944A JP 6394492 A JP6394492 A JP 6394492A JP H05261079 A JPH05261079 A JP H05261079A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic resonance
pulse
signal
resonance imaging
imaging method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4063944A
Other languages
English (en)
Inventor
Shin Yoshida
慎 吉田
Takeyuki Yoshida
健之 吉田
Munetaka Tsuda
宗孝 津田
Junichi Taguchi
順一 田口
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.)
Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Instruments Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Priority to JP4063944A priority Critical patent/JPH05261079A/ja
Publication of JPH05261079A publication Critical patent/JPH05261079A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気共鳴イメージング方法のフリップ角を決
定する方法で、短時間で正確に90°パルスを決定し、
磁気共鳴イメージングに必要な計測の前処理時間を大幅
に減少させる。 【構成】 緩和時間に対してシーケンスの繰返し時間が
同程度か小さい場合、信号最大値は90°パルスからず
れるので、通常のシーケンスの直後、対称性を保持する
ための高周波パルス(θパルス)14を追加し、θパル
スが合わせて偶数になるようにする。このようにするこ
とにより、緩和時間に対してシーケンスの繰返し時間が
同程度か又は小さい場合にも、信号の最大値を90°パ
ルスに保持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気共鳴イメージング方
法に係り、特に試料の各部でのフリップ角がばらつかな
いように高周波パルスのパワーを最適に調整した磁気共
鳴イメージング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】フリップ角について、図7を参照して説
明する。核磁気共鳴の現象では、熱平衡の状態にある磁
化201に対して高周波磁場(H1 (t))203を時間
0 で照射すると、当該磁化は、静磁場の方向(z)か
ら或る角度θだけ傾く。この角度θをフリップ角とい
う。202はz方向からフリップ角θだけ傾斜した磁化
を示している。
【0003】上記フリップ角θは、定量的に、下式で表
される。
【0004】
【数1】
【0005】ここで、γは核の磁気回転比である。高周
波磁場H1 (t)が時間t0 継続するのをまとめてパルス
と呼ぶ。またフリップ角がθとなるものをθパルス、フ
リップ角が90°となるものを90°パルスと呼ぶ。
【0006】上記フリップ角に関し、磁気共鳴イメージ
ングでは、試料である被検体の属性(例えば形状、体内
組織の相違など)に応じて、受信コイル系のQ値が変化
するため、同じ高周波パルスを用いても、被検体の部位
に応じてスピンのフリップ角が異なるという問題を生じ
る。このような問題が発生するのは、試料に対して照射
された高周波出力が電気的に消費されるものと磁気的に
消費されるものを含み、この割合が被検体の属性により
異なることに起因する。
【0007】上記問題を解決する方法として、従来、発
生するエコー信号に基づいて被検体の属性が異なっても
同じスピンのフリップ角を得るように高周波パルスのパ
ワーを最適化する技術が知られている。この技術の文献
について、特開昭61−191949号、特開昭62−
268541号、特開昭63−135145号等の公報
が存在する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】高周波パルスのパワー
を最適な所定値に調整するという従来技術においては、
(1)測定の設定精度と、(2)測定に要する時間とが
問題となる。これらの2つの事項は互いに相反する事項
であるにも拘らず、両者が同時に満足されなければ、実
用上有効とはいえないからである。
【0009】上記問題について、今まで用いられている
手法の中で最も基本的な手法であるスピンエコー法(以
下SE法という)に関して説明する。図8に示すよう
に、フリップ角がそれぞれθ,2θである2つの高周波
パルス301,302をかけ、フリップ角はθ−2θと
なる。θパルス301の印加後、エコー時間Teの経過
して測定信号(NMR信号)303が発生する。
【0010】この場合に、試料の緩和時間T1 に対して
長い繰返し時間Tr(例えばT1 の5倍以上)を設定し
て測定すると、試料中のプロトンスピンは、測定の都
度、熱平衡磁化M0 に戻った状態となる。この場合の測
定では、測定時に得られる信号302は、M0 sin 3 θ
に比例する。従って、図9に示す特性Aで明らかなよう
に、測定信号の最大値はθ=90°のときであり、反対
に、測定信号の最大値に対応する高周波出力値を設定す
ることにより、90°パルスを設定することが可能とな
る。特性AにおいてTr/T1 =5である。
【0011】上記の方法は、設定精度については充分と
なるが、測定に要する時間については一点の測定毎に長
い繰返し時間Tr待つ必要があり、長くなる。具体的
に、緩和時間はほぼ1秒程度なので、一点の測定のため
に数秒程度が必要となる。
【0012】一方、測定の時間を短縮すると、例えば図
9の特性Bに示すように、90°より大きなフリップ角
のところで測定信号が最大となるので、最大値になる点
をもって90°パルスとすることはできず、設定精度が
悪くなる。特性Bでは、Tr/T1 =0.5である。
【0013】また人体のように、組織が各々異なった緩
和時間を持つ場合は、ずれの程度を見積もることはでき
ない。
【0014】以上のことから、SE法において、正確な
90°パルスを、精度良く、短時間で求める技術が要求
される。
【0015】本発明の目的は、正確な90°パルスを精
度良く且つ短時間で求めることができ、磁気共鳴イメー
ジングに必要な計測の前処理時間を大幅に減少させるこ
とができる磁気共鳴イメージング方法を提供することに
ある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気共鳴イ
メージング方法は、上記の目的を達成するため、次のよ
うに構成される。
【0017】試料を静磁界中に配置し、試料の中に磁界
傾斜の存在下で高周波パルスを照射し、それによって前
記試料から得られる核磁気共鳴信号に基づいて試料の断
層像を得る磁気共鳴イメージング方法であり、核磁気共
鳴信号が発生した後に、対称性を保持するための高周波
パルスを加えるようにした。
【0018】前記の磁気共鳴イメージング方法におい
て、スピンエコー法が用いられ、試料にθパルス、2θ
パルスを与え、これにより発生した核磁気共鳴信号の後
に、対称性を保持するためのθパルスを与えたことを特
徴とする。ここでθ、2θはフリップ角である。
【0019】前記の磁気共鳴イメージング方法におい
て、核磁気共鳴信号に基づいて高周波パルスのパワー
を、試料の緩和時間に依存せず、所定値に高精度に調整
することを特徴とする。
【0020】前記の磁気共鳴イメージング方法におい
て、高周波パルスのパワーの所定値は、90°パルスを
正確に求めることによって調整されることを特徴とす
る。
【0021】本発明の方法によれば、繰返し時間Trが
試料の緩和時間T1 に対して短い場合において、高周波
パルスの設定ずれは測定手法を改良することで大幅に改
善される。
【0022】
【作用】本発明による磁気共鳴イメージング方法では、
高速シーケンスの後に、対称性を保持するためのθパル
スを付加する。このようにθパルスを付加すると、この
シーケンスの信号値Sを表す式は、次の式となる。
【0023】
【数2】
【0024】上記の式は、後述する(数3)の分母にco
s θが付け加わっただけである。この結果、新しいずれ
の因子 1−Ecos θcos θ は90°に対して対称に
なる。この状態を図10に示す。その結果、計測信号の
最大値が90°からずれることはなく、設定される。
【0025】
【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【0026】図1を参照して、本発明に係る磁気共鳴イ
メージング方法が実施される装置の一般的な構成につい
て説明する。
【0027】1は磁石であり、その内部の空間に被検体
2が設置される。磁石1は、静磁場を発生するコイル、
X,Y,Zの各軸方向に所定の傾斜磁場を発生する各コ
イルを含む。被検体2は人体である。被検体2の頭部が
検査対象であり、この頭部にRFコイル3がセットされ
ている。磁石1の傾斜磁場発生コイルには、傾斜磁場発
生システム4から電力が供給される。またRFコイル3
には、高周波発生システム5から高周波電力が供給され
る。RFコイル3から、検査対象に高周波が照射され
る。RFコイル3は、被検体2で発生するNMR信号を
検出する。RFコイル3で検出されたNMR信号は、信
号受信システム6に供給される。上記の傾斜磁場発生シ
ステム4、高周波発生システム5、信号受信システム6
の各動作はシーケンス制御システム7によって制御され
る。信号受信システム6に供給された測定信号は、画像
処理システム8に与えられ、ここでデータ処理され、撮
影された画像が表示される。9は、シーケンス制御シス
テム7に各種の指令を与えれる操作卓である。
【0028】次に、上記構成を有する装置で実施される
本発明による磁気共鳴イメージング方法について説明す
る。
【0029】まず、本発明による方法の前提となる基礎
的な理論を説明する。
【0030】SE法において、前述した繰返し時間/緩
和時間の比(Tr/T1 比)に依存して信号の最大値が
90°よりずれる現象は、高速シーケンス(以下高速
法)で生じる現象と類似している。
【0031】そこで、最初に高速法の場合について説明
する。
【0032】図2に示すように、 (1)Tr/T1 >5の場合、信号値はsin θに比例
し、90°の時最大である。
【0033】(2)Tr/T1 ≦1の場合、信号値はsi
n θに依存しなくなり、最大値は90°よりずれる。T
r/T1 が1より小さくなるほど、ずれの程度は大き
い。
【0034】上記の(1),(2)は、高速法の信号値
Sを表す(数3)を用いて、定量的に評価できる。
【0035】
【数3】
【0036】上式において、θは前述のフリップ角、M
0 は前述の熱平衡磁化、Eはexp(−Tr/T1 )であ
る。
【0037】上記(1)の場合、E>0となるため、S
>sin θとなる。
【0038】上記(2)の場合、分母のcos θの項が消
えないため、信号値の角度依存性は、単にsin θに比例
するのではなく、複雑な挙動をとる。この最大値をとる
フリップ角θmax は(数3)をθに関して微分すると得
られ、(数4)となる。
【0039】
【数4】θmax =arccos(exp(- Tr/T1 )) この(数4)よりTr/T1 >5であるとE>0となる
ため、その結果θma x >90°となる。一方Tr/T1
>0になるとE>1となるため、θmax >0°となる。
【0040】次に、SE法の場合の理論式の導出につい
て説明する。
【0041】前述した解決すべき課題と高速法に含まれ
ている前記現象とが類似している。そこで、上記問題を
解決するため、SE法の理論式を求め、高速法と比較し
た。SE法の理論式に用いた仮定及びモデルは、次の通
りである。
【0042】(1)高速法で用いた仮定はそのまま継続
する。
【0043】(2)2θパルスの効果は、横磁化成分に
ついては、sin 2 θ(エコーを作る成分)とcos 2 θ
(縦磁化となる成分)であり、縦磁化成分については、
sin 2θ(横磁化となる成分)である。
【0044】(3)繰返し時間Trで規定される測定の
一周期において横磁化は完全に消失する。
【0045】上記の仮定に基づいて導かれたSE法の信
号値Sを表す式は(数5)である。
【0046】
【数5】
【0047】上式では、次の特性を有する。
【0048】(1)Tr/T1 >5の場合には、信号値
はsin 3 θに比例し、90°の時最大である。
【0049】(2)Tr/T1 ≦1の場合には、信号値
はsin 3 θに依存しなくなり、最大値は90°より大き
い方にずれる。しかし、同じTr/T1 において、高速
法と比較したとき、ずれの程度は小さい。
【0050】高速法とSE法の比較を、図3の比較表に
示す。最大値が90°よりずれるのは、式の分母に含ま
れる角度依存性項(ずれの因子)1−Ef(θ)のため
である。ここでf(θ)は、高速法ではcos θ、SE法
ではcos θcos 2θである。2θパルスが付け加わるご
とにcos 2θが掛け合わされる。
【0051】このずれの因子は、図4に示すように、co
s θ、cos θcos 2θともに90°に対して反対称であ
り、90°に対して対称であるsin θ、sin 3 θとの積
の結果、90°に対する対称性を歪ませる結果となる。
ずれの因子が無視できる条件E>0(Tr/T1 >5)
では、90°に対する対称性は保持される。
【0052】また比較表を検討することにより次のこと
が分かる。
【0053】(1)高速法からSE法に、更にマルチS
E法にと2θパルスの数がふえるにつれ、90°からの
ずれは相対的に小さくなる。
【0054】(2)同一シーケンスでは、第一エコーよ
り第二、第三エコーとなるにつれ、90°からのずれは
相対的に小さくなる。
【0055】(3)角度依存性の項は、
【0056】
【数6】
【0057】で与えられる。ここで g(θ)は、高速法
ではsin θ、SE法ではsin 3 θである。2θパルスが
付け加わるごとに、sin 2 θが掛け合わされる。
【0058】(4)上記の(1),(2)の結論は高速
法からSE法に、更にマルチSE法にと、2θパルスが
付け加わるごとにf(θ)の角度依存性が90°付近で緩
やかとなり、且つg(θ)の項の寄与が大きくなるので、
90°からのずれは相対的に小さくなるためである。
【0059】(5)従って、90°からのずれを相対的
に小さくするためには、マルチSE法で2θパルスをで
きるだけ付け加わえれば良い。
【0060】しかし、マルチSE法で2θパルスの数を
増やせば、次の問題点がある。
【0061】1)測定シーケンスが複雑であり、擬似信
号により測定誤差を含みやすい。
【0062】2)横磁化は、動きなどで位相の乱れを引
き起こすので、2θパルスの数が多い。この方法は横磁
化ができてから測定までにかなりの時間を要するので、
人体の動きの影響を受けやすい。
【0063】そこで、最終結論は次の通りである。
【0064】(6)ずれの因子 1−Ef(θ) の角度
依存性が90°に対して反対称であるのを、対称になる
ように工夫をすると良い。
【0065】上記の最終結論に基づいて、本発明による
磁気共鳴イメージング方法の一実施例として、次のよう
に構成する。
【0066】図5に示すように、θパルス11及び2θ
パルス12からなるSEシーケンス(θ−2θ)におい
て、エコー信号13を計測した直後に、θパルス14を
付加する。付加されたθパルス14は対称性を保持する
ための高周波パルスである。測定される信号Sを、式で
表すと、下式の如くなる。
【0067】
【数7】
【0068】上式において、新しいずれの因子1−Eco
s 2 θcos2θは、cos 2 θもcos2θも90°に対して対
称であることにより、cos 2 θcos2θは90°に対して
対称になる。そのため、測定信号の最大値が90°から
ずれることはない。
【0069】図6に示されるように、信号の最大値は、
Tr/T1 ≦1の場合にも、フリップ角90°を正確に
とらえていることが分かる。従って、90°パルスを決
定するためのシーケンス繰返し時間を極限まで短縮でき
る。例えば、測定の繰り返し時間を1/10に短縮でき
れば、通常十数秒を要している処理時間を一秒ほどで処
理できることになり、通常のシーケンスに標準で組み込
むことができる。
【0070】上記実施例は次のように変形できる。すな
わち、SEシーケンスの代わりに高速シーケンスを用い
ることができる。更に、SEシーケンスの代わりに、マ
ルチエコーシーケンスの第1エコー又は高次エコーを用
いることができる。
【0071】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、従来の磁気共鳴イメージング方法よりも短時間
で正確に90°パルスを決定でき、そのため、磁気共鳴
イメージングに必要な計測の前処理時間を大幅に減少さ
せることができる。また、通常のシーケンスに標準で組
み込むことができるので、画質を劣化させる大きな要因
を除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る磁気共鳴イメージング方法が適用
される装置の概略を示す構成図である。
【図2】高速法の角度依存性を示すためのグラフであ
る。
【図3】高速法とSE法を比較するための表を示す図で
ある。
【図4】cos θとcos θcos2θの角度依存性を示すグラ
フである。
【図5】SE法にθパルスを付加したシーケンスを示す
図である。
【図6】SE法にθパルスを付加したシーケンスの測定
結果を示すグラフである。
【図7】フリップ角を説明するための図である。
【図8】スピンエコーシーケンス(SE法)を示す図で
ある。
【図9】SE法による測定結果を示すグラフである。
【図10】cos θcos2θとcos 2 θcos2θの角度依存性
を示すグラフである。
【符号の説明】
1 …磁石 2 …検体 3 …RFコイル 4 …傾斜磁場発生システム 5 …高周波発生システム 6 …信号受信システム 7 …シーケンス制御システム 8 …画像処理システム 11 …θパルス 12 …2θパルス 13 …測定信号 14 …θパルス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9118−2J G01N 24/08 N (72)発明者 津田 宗孝 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所那珂工場内 (72)発明者 田口 順一 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料を静磁界中に配置し、前記試料の中
    に磁界傾斜の存在下で高周波パルスを照射し、それによ
    って前記試料から得られる核磁気共鳴信号に基づいて前
    記試料の断層像を得る磁気共鳴イメージング方法におい
    て、 前記核磁気共鳴信号が発生した後に、対称性を保持する
    ための高周波パルスを加えたことを特徴とする磁気共鳴
    イメージング方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の磁気共鳴イメージング方
    法において、スピンエコー法が用いられ、前記試料に、
    フリップ角がθの高周波パルス、2θの高周波パルスを
    与え、これにより発生した前記核磁気共鳴信号の後に、
    対称性を保持するためのフリップ角がθの高周波パルス
    を与えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の磁気共鳴イメージング方
    法において、前記核磁気共鳴信号に基づいて前記高周波
    パルスのパワーを、試料の緩和時間に依存せず、所定値
    に高精度に調整することを特徴とする磁気共鳴イメージ
    ング方法。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の磁気共鳴イメージング方
    法において、前記高周波パルスのパワーの所定値は、9
    0°パルスを正確に求めることによって調整されること
    を特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
JP4063944A 1992-03-19 1992-03-19 磁気共鳴イメージング方法 Pending JPH05261079A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4063944A JPH05261079A (ja) 1992-03-19 1992-03-19 磁気共鳴イメージング方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4063944A JPH05261079A (ja) 1992-03-19 1992-03-19 磁気共鳴イメージング方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05261079A true JPH05261079A (ja) 1993-10-12

Family

ID=13243969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4063944A Pending JPH05261079A (ja) 1992-03-19 1992-03-19 磁気共鳴イメージング方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05261079A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6969991B2 (en) Correction of the effect of spatial gradient field distortions in diffusion-weighted imaging
US5539309A (en) Method and apparatus for sample monitoring
JP4201993B2 (ja) Nmrイメージング操作中に誘導される渦電流の測定および補償のための装置及びシステム
JP4106053B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置及び渦電流補償導出方法
JPS5946546A (ja) 核磁気共鳴による検査方法及び検査装置
US5195524A (en) Flow imaging method by means of an MRI apparatus and apparatus for realizing same
JP3808601B2 (ja) 磁気共鳴診断装置
JP2001515736A (ja) 緩和パラメータ値決定装置および方法
JP3930439B2 (ja) 渦電流補正方法および磁気共鳴撮影装置
US7148686B2 (en) Systems and methods for generating a pulse sequence for mitigating a limitation on spatial selectivity
US4754223A (en) Method for the phase correction of MR inversion recovery images
JPS5991344A (ja) 核磁気共鳴の方法および装置
JPH0418856B2 (ja)
JP3018076B2 (ja) 核磁気共鳴を用いた検査装置
JPH05261079A (ja) 磁気共鳴イメージング方法
US5235280A (en) Method for determining optimized radio-frequency pulse shapes for selective excitation in magnetic resonance spectroscopy and imaging
JP3993173B2 (ja) Nmr検査の間の励起方法
JPH08215167A (ja) 空間磁場分布測定方法及び空間磁場分布測定装置
JP4247511B2 (ja) 勾配磁場測定方法および装置並びに磁気共鳴撮影装置
JPS60146140A (ja) 核磁気共鳴による検査方法及びその装置
JPH0670911A (ja) 磁気共鳴映像装置
JPH0584227A (ja) 磁気共鳴診断装置
JPH0436813Y2 (ja)
JPS60151547A (ja) 核磁気共鳴を用いた検査装置
JPS60166849A (ja) Nmr画像装置