JPH05329126A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents

Magnetic resonance imaging apparatus

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JPH05329126A
JPH05329126A JP4138539A JP13853992A JPH05329126A JP H05329126 A JPH05329126 A JP H05329126A JP 4138539 A JP4138539 A JP 4138539A JP 13853992 A JP13853992 A JP 13853992A JP H05329126 A JPH05329126 A JP H05329126A
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magnetic field
echoes
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space
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Koji Kajiyama
孝治 梶山
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Hitachi Medical Corp
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Abstract

PURPOSE:To improve the total SN ratio by increasing the frequency of integrating high echoes without so much increase in image pickup time. CONSTITUTION:In a magnetic resonance imaging apparatus which is adapted to reconstruct an image from an NMR signal to be obtained based on the repetition of a specified pulse sequence, the pulse sequence is so arranged to generate at least two echo signals or more while regarding the magnitude of the intensity of a phase encode inclined magnetic field and that of an inclined magnetic field of a phase offset which is applied immediately before the application of a reading inclined magnetic field, and the number of encodes on a space K becomes less with higher echoes on the space K. At the same time, the frequency of integration is increased with all the higher echoes.

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、磁気共鳴イメージング
装置に係り、特に磁気共鳴(NMR)現象を利用して被
検体の断層画像を得るようにした磁気共鳴イメージング
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus, and more particularly to a magnetic resonance imaging apparatus for obtaining a tomographic image of a subject by utilizing a magnetic resonance (NMR) phenomenon.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気共鳴イメージング装置は、磁気共鳴
現象を利用して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。
2. Description of the Related Art A magnetic resonance imaging apparatus utilizes a magnetic resonance phenomenon to measure the density distribution, relaxation time distribution, etc. of nuclear spins (hereinafter simply referred to as "spins") at a desired examination site in a subject. The cross section of the subject is displayed as an image from the measurement data.

【0003】この装置では、第2図に示すように0.0
2〜2テスラ程度の静磁場を発生させる静磁場発生装置
4の中に被検体7が置かれる。この時、被検体中のスピ
ンは静磁場の強さH0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
ア周波数と呼ぶ。ここで、ラーモア周波数ν0は、
In this device, as shown in FIG.
The subject 7 is placed in a static magnetic field generator 4 that generates a static magnetic field of about 2 to 2 tesla. At this time, the spins in the subject perform a precession motion with the direction of the static magnetic field as an axis at a frequency determined by the strength H 0 of the static magnetic field. This frequency is called the Larmor frequency. Where the Larmor frequency ν 0 is

【0004】[0004]

【数1】ν0= γ/2π・H0 (1) で表わせる。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
ω0とすると、
## EQU1 ## ν 0 = γ / 2πH 0 (1) Here, γ is a gyromagnetic ratio and has a unique value for each type of nucleus. If the angular velocity of the Larmor precession is ω 0 ,

【0005】[0005]

【数2】ω0=2πν0 (2) の関係があるため、Since there is a relationship of ω 0 = 2πν 0 (2),

【0006】[0006]

【数3】ω0=γH0 (3) で与えられる。## EQU3 ## ω 0 = γH 0 (3)

【0007】ここで、高周波照射コイル11によって計
測しようとする原子核のラーモア周波数ν0に等しい周
波数の高周波パルス(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遷移する。この高周波パル
スを打ち切ると、スピンはもとの低いエネルギー状態に
戻る。このときに放出される電磁波を高周波受信コイル
14で受信し、増幅器15で増幅、波形整形した後、A
/D変換器17(以下、ADCと称す。)でデジタル化
して中央処理装置1(以下、CPUと称す。)に送る。
CPU1では、このデータを基に再構成演算し、この演
算されたデータが被検体7の断層画像としてデイスプレ
イ18に表示される。上記の高周波パルスは、CPU1
により制御されるシーケンサ2が送り出す信号を高周波
送信コイル用増幅器10によって増幅したものを高周波
送信コイル11に送ることで得られる。
Here, when a high frequency pulse (electromagnetic wave) having a frequency equal to the Larmor frequency ν 0 of the atomic nucleus to be measured by the high frequency irradiation coil 11 is applied, spins are excited and a transition is made to a high energy state. When this high-frequency pulse is cut off, the spin returns to its original low energy state. The electromagnetic wave emitted at this time is received by the high-frequency receiving coil 14, amplified by the amplifier 15, and waveform-shaped.
It is digitized by the / D converter 17 (hereinafter referred to as ADC) and sent to the central processing unit 1 (hereinafter referred to as CPU).
The CPU 1 performs reconstruction calculation based on this data, and the calculated data is displayed on the display 18 as a tomographic image of the subject 7. The above high frequency pulse is generated by the CPU1.
The signal sent from the sequencer 2 controlled by the above is amplified by the high-frequency transmission coil amplifier 10 and sent to the high-frequency transmission coil 11.

【0008】MRI装置においては、以上の静磁場4と
高周波パルスの他に、空間内の位置情報を得るための傾
斜磁場を作るために傾斜磁場コイル群21を備えてい
る。これらの傾斜磁場コイル13は、シーケンサ2から
の信号で動作する傾斜磁場コイル用電源12から電流を
供給され、傾斜磁場を発生するものである。
In addition to the static magnetic field 4 and the high frequency pulse described above, the MRI apparatus is provided with a gradient magnetic field coil group 21 for producing a gradient magnetic field for obtaining positional information in space. These gradient magnetic field coils 13 are supplied with current from the gradient magnetic field coil power supply 12 which operates by a signal from the sequencer 2 to generate a gradient magnetic field.

【0009】ここで、MRI装置の撮影原理を述べてお
く。図10(a)に示すようにZ方向の静磁場H0中に
置かれた原子核は、古典物理学的に見ると1個の棒磁石
のように振舞い、先に述べたラーモア周波数ν0でZ軸
の回りに歳差運動を行なっている。この周波数は前記
(2)式で与えられ、静磁場の強度に比例している。
(1)式および(3)式におけるγは磁気回転比と呼ば
れ、原子核に固有の値を持っている。一般には測定対象
の原子核は膨大な数にのぼり、それぞれが勝手な位相で
回転しているために、全体で見るとX−Y面内の成分は
打ち消しあい、Z方向成分のみの巨視的磁化が残る。こ
の状態でX方向にラーモア周波数ν0に等しい周波数の
高周波磁場H1を印加する(図10(b))と、巨視的
磁化はY方向に倒れ始める。この倒れる角度はH1の振
幅と印加時間との積にほぼ比例し、パルス印加時点に対
し90°倒れる時のH1を90°パルス、180°倒れ
るときのH1を180°パルスと呼ぶ。
Here, the imaging principle of the MRI apparatus will be described. As shown in FIG. 10A, an atomic nucleus placed in a static magnetic field H 0 in the Z direction behaves like a single bar magnet in classical physics, and has the Larmor frequency ν 0 described above. Precessing around the Z axis. This frequency is given by the equation (2) and is proportional to the strength of the static magnetic field.
Γ in the equations (1) and (3) is called a gyromagnetic ratio and has a value unique to the nucleus. In general, the number of nuclei to be measured is enormous, and each rotates in an arbitrary phase. Therefore, when viewed as a whole, the components in the XY plane cancel each other out, and the macroscopic magnetization of only the Z direction component occurs. Remain. In this state, when a high frequency magnetic field H 1 having a frequency equal to the Larmor frequency ν 0 is applied in the X direction (FIG. 10 (b)), the macroscopic magnetization begins to fall in the Y direction. This tilting angle is approximately proportional to the product of the amplitude of H 1 and the application time, and H 1 when tilting 90 ° with respect to the pulse application time is called a 90 ° pulse, and H 1 when tilting 180 ° is called a 180 ° pulse.

【0010】さて、現在MRI装置による撮影で一般的
に用いられている方法に2次元フーリエイメージング法
がある。この方法のうち代表的なスピンエコー法の模式
的なパルスシーケンスを図9に示す。このパルスシーケ
ンスでは、まず、90°パルス28を印加した後、エコ
ー時間をTeとしたときTe/2の時間後に180°パ
ルス29を加える。90°パルス28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29が加わると、各スピンは
x’軸に対称に反転し、その後も同じ速度で回転を続け
るために時刻Teでスピンは集束し、エコー信号を形成
する。
Now, a two-dimensional Fourier imaging method is a method which is generally used in imaging by an MRI apparatus at present. FIG. 9 shows a schematic pulse sequence of a typical spin echo method among these methods. In this pulse sequence, first, a 90 ° pulse 28 is applied, and then a 180 ° pulse 29 is applied after a time of Te / 2 when the echo time is Te. After the 90 ° pulse 28 is applied, each spin starts rotating in the XY plane at its own velocity, so that a phase difference occurs between the spins over time. Here, when the 180 ° pulse 29 is applied, each spin is inverted symmetrically with respect to the x ′ axis, and thereafter, the spin is focused at time Te to continue rotating at the same speed, and an echo signal is formed.

【0011】さらに図11にいわゆるマルチエコー計測
と称されるパルスシーケンスの模式図を示す。このマル
チエコー計測では、さらに180°パルスを印加し時刻
2Te,3Te,・・でもスピンを収束させ、エコー信
号を計測する。
Further, FIG. 11 shows a schematic diagram of a pulse sequence called so-called multi-echo measurement. In this multi-echo measurement, a 180 ° pulse is further applied to converge spins at times 2Te, 3Te, ... And the echo signal is measured.

【0012】上記のように信号は順次計測されるが、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事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場
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。従っ
て、この周波数を調べることによって各スピンの位置を
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31、周波数エンコード傾斜磁場33,34が
用いられている。
Although the signals are sequentially measured as described above, the spatial distribution of the signals must be obtained in order to form a tomographic image. For this purpose, a linear gradient magnetic field is used. A spatial magnetic field gradient can be created by superimposing a gradient magnetic field on a uniform static magnetic field. As described above, since the spin rotation frequency is proportional to the magnetic field strength, the spin rotation frequencies are spatially different in the state where a gradient magnetic field is applied. Therefore, the position of each spin can be known by examining this frequency. For this purpose, a phase encode gradient magnetic field 31 and frequency encode gradient magnetic fields 33 and 34 are used.

【0013】以上に述べたパルスシーケンスを基本単位
として、位相エンコード傾斜磁場の強度を毎回変えなが
ら一定の繰り返し時間(TR)毎に、所定回数、例えば
256回繰り返す。こうして得られた計測信号を2次元
逆フーリエ変換することで巨視的磁化の空間的分布が求
められる。このようなMRI基本原理に関しては、たと
えば「NMR医学」(基礎と臨床)(核磁気共鳴医学研
究会編,丸善株式会社,昭和59年1月20日発行)に
詳しい。
Using the pulse sequence described above as a basic unit, the intensity of the phase-encoding gradient magnetic field is changed each time, and a predetermined number of times, for example 256 times, are repeated at a constant repetition time (TR). The spatial distribution of macroscopic magnetization can be obtained by subjecting the measurement signal thus obtained to two-dimensional inverse Fourier transform. The basic principle of such MRI is detailed in, for example, "NMR Medicine" (Basic and Clinical) (edited by Nuclear Magnetic Resonance Medicine, Maruzen Co., Ltd., issued January 20, 1984).

【0014】次に高速スピンエコー法について記す。高
速スピンエコー法は、マルチエコー計測の各エコーを生
データのK空間上に振り分ける事により、撮像時間をさ
らに短縮するものである。ここで、高速スピンエコーの
シーケンス図を図8に示す。図8において、高速スピン
エコー法は、マルチエコー計測のように180度パルス
を複数回かけることにより行う。そして、各エコー信号
計測毎に位相方向に所定の傾斜磁場を所定の時間印加す
ることにより、各エコーの信号を生データ空間上の位相
方向に振り分ける。振り分け方は、図7に示すように各
エコーのデータがK空間上ほぼ同一の領域を占めるよう
に分割する(同図(a))。これは、前記スピンエコー
法で説明したように4エコー計測を行うと順次1エコ
ー、2エコー、3エコー、4エコーの4つのデータが組
となり計測されるためである。また、並び順は、使用す
るエコー番号、及び画質を決定するエコー番号により決
められる。決め方は、K空間の直流部分(中央付近)を
所望のエコー時間のデータとし、その隣接する部分は、
隣接するエコー番号とする。また、K空間上の端部と他
の端部も互にエコー番号が同一または隣接するものとす
る。
Next, the high speed spin echo method will be described. The high-speed spin echo method distributes each echo of multi-echo measurement to the K space of raw data, thereby further shortening the imaging time. Here, a sequence diagram of the high speed spin echo is shown in FIG. In FIG. 8, the high-speed spin echo method is performed by applying a 180-degree pulse a plurality of times as in multi-echo measurement. Then, the signal of each echo is distributed in the phase direction in the raw data space by applying a predetermined gradient magnetic field in the phase direction for a predetermined time for each echo signal measurement. As shown in FIG. 7, the distribution method is such that the data of each echo occupies almost the same region in the K space ((a) in the same figure). This is because when the four-echo measurement is performed as described in the spin echo method, four data of one echo, two echoes, three echoes, and four echoes are sequentially measured as a set. The order of arrangement is determined by the echo number used and the echo number determining the image quality. To decide, the direct current part of the K space (near the center) is the data of the desired echo time, and the adjacent part is
Use adjacent echo numbers. In addition, it is assumed that the end number on the K space and the other end have the same or adjacent echo numbers.

【0015】図7に、4エコーまで使用して、4エコー
のエコー時間の強調を得る時の、K空間上のデータの並
び方を示す。各エコー番号のデータは、ほぼ同数とす
る。まず、低域(中心付近)に所望の4エコーのデータ
27を割り振る。その隣接する領域は、3エコーのデー
タ26とし、さらに高域(端部)に向かうに従い、2エ
コーのデータ25、1エコーのデータ24とする。これ
により、最高域(端部)は、1エコーと1エコーとな
り、同じエコー番号となる。所望のエコー番号が他のエ
コー時間のエコーの時は、図7をkx方向にバレルシフ
トさせ、所望のエコー番号が中心に来るようにすればよ
い。ここで、積算回数は各エコーとも同一となる(同図
(c))。
FIG. 7 shows how data is arranged in the K space when the echo time of 4 echoes is emphasized by using up to 4 echoes. The data of each echo number is almost the same. First, the desired four-echo data 27 is allocated to the low range (near the center). The adjacent area has three echo data 26, and further has two echo data 25 and one echo data 24 as it goes to a higher region (end portion). As a result, the highest region (end) has one echo and one echo, and the same echo number. When the desired echo number is an echo with another echo time, barrel shift of FIG. 7 may be performed in the kx direction so that the desired echo number is centered. Here, the number of times of integration is the same for each echo ((c) in the same figure).

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された磁気共鳴イメージング装置は、その高速
スピンエコー法におけるSN比は、用いたエコーのデー
タのSN比により決定される。言い替えると、SN比の
悪いデータを少しでも加えると全体のSN比は低下して
しまうものとなっている。
However, in the magnetic resonance imaging apparatus constructed as described above, the SN ratio in the fast spin echo method is determined by the SN ratio of the echo data used. In other words, if a little data with a bad SN ratio is added, the overall SN ratio will decrease.

【0017】したがって、上述のように、特に高エコー
のSN比が低い場合(図7(b))、これにより全体の
SN比が低下することになる。さらに、高エコーのみS
N比を高くするために高エコーのデータの積算回数のみ
を増加させることは、低エコーのデータを捨ててしまう
ため、意味がないものとなる。これは、高エコーのデー
タを計測する際に、対として低エコーのデータも計測さ
れるためで、これは全体の積算回数を増加させることに
なって、撮像時間が積算回数に比例して増加してしまう
ことになる。
Therefore, as described above, particularly when the SN ratio of the high echo is low (FIG. 7B), this results in a decrease in the overall SN ratio. Furthermore, only high echo S
Increasing only the number of times the high echo data is accumulated to increase the N ratio is meaningless because the low echo data is discarded. This is because when measuring high echo data, low echo data is also measured as a pair, and this increases the total number of integrations, and the imaging time increases in proportion to the number of integrations. Will be done.

【0018】それ故、本発明は、このような事情に基づ
いてなされたものであり、その目的とするところのもの
は、撮像時間をそれほど増加させることなく、高エコー
の積算回数を増加させ、全体のSN比を向上させ得る高
速スピンエコー法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to increase the number of integration of high echoes without significantly increasing the imaging time, It is an object of the present invention to provide a fast spin echo method that can improve the overall SN ratio.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、基本的には、所定のパルスシーケ
ンスの繰返しに基づいて得られるNMR信号から画像再
構成する磁気共鳴イメージング装置において、前記パル
スシーケンスが少なくとも2つ以上のエコー信号を発生
するようになっているとともに、前記位相エンコード傾
斜磁場強度の大きさと読出し傾斜磁場印加の直前に印加
する位相オフセットの傾斜磁場の大きさとが、K空間上
で高エコーになるほどK空間上のエンコード数が小さく
なっており、かつ高エコーになるほど積算回数が増加さ
れたものとなっていることを特徴とするものである。
In order to achieve such an object, the present invention is basically a magnetic resonance imaging apparatus for reconstructing an image from an NMR signal obtained based on repetition of a predetermined pulse sequence. In the above, the pulse sequence generates at least two echo signals, and the magnitude of the phase encode gradient magnetic field strength and the magnitude of the phase offset gradient magnetic field applied immediately before the read gradient magnetic field are applied. , The higher the number of echoes in the K space, the smaller the number of encodings in the K space, and the higher the number of echoes, the greater the number of integrations.

【0020】[0020]

【作用】このように構成された磁気共鳴イメージング装
置は、特に高エコーになるほど積算回数が増加されたも
のとなっている。このため、SN比の低い状態で得られ
る高エコーは該積算回数の増加によってそのSN比を向
上させることができるようになる。
In the magnetic resonance imaging apparatus configured as described above, the number of times of integration is increased as the echo becomes higher. Therefore, the high echo obtained in the state where the SN ratio is low can improve the SN ratio by increasing the number of times of integration.

【0021】したがって、もともとSN比の高い低エコ
ーとSN比を向上させた高エコーとでK空間を構成する
ことができることから、全体のSNを向上させることが
できるようになる。
Therefore, since the K space can be constructed by the low echo having a high SN ratio and the high echo having an improved SN ratio, the overall SN can be improved.

【0022】しかも、上述のように、高エコーと低エコ
ーとで積算回数を異ならしめてK空間を構成するために
は、シーケンスの繰返し数を若干多くして多くのエコー
を得るようにすればよいことから、撮像時間をそれほど
増加させることなく、全体のSN比を向上させることが
できるようになる。
Moreover, as described above, in order to form the K space by making the number of times of integration different between the high echo and the low echo, the number of repetitions of the sequence may be slightly increased to obtain many echoes. Therefore, the overall SN ratio can be improved without significantly increasing the imaging time.

【0023】[0023]

【実施例】本発明が適用される磁気共鳴イメージング装
置の概略構成を図2により説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A schematic configuration of a magnetic resonance imaging apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.

【0024】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(CPU)1と、シーケンサ2と、
送信系3と、静磁場発生磁石4と、受信系5と、信号処
理系6と、を備えて構成されている。
This magnetic resonance imaging apparatus is roughly classified into a central processing unit (CPU) 1, a sequencer 2 and
The transmission system 3, the static magnetic field generating magnet 4, the reception system 5, and the signal processing system 6 are provided.

【0025】中央処理装置(CPU)1は、予め定めら
れたプログラムに従って、シーケンサ2、送信系3、受
信系5、信号処理系6のそれぞれを制御するものであ
る。シーケンサ2は、中央処理装置1からの制御指令に
基づいて動作し、被検体7の断層画像のデータ収集に必
要な種々の命令を送信系3、静磁場発生磁石4の傾斜磁
場発生系21、受信系5に送るようにしている。
The central processing unit (CPU) 1 controls each of the sequencer 2, the transmission system 3, the reception system 5 and the signal processing system 6 according to a predetermined program. The sequencer 2 operates based on a control command from the central processing unit 1 and transmits various commands necessary for data acquisition of a tomographic image of the subject 7 to the transmission system 3 and the gradient magnetic field generation system 21 of the static magnetic field generation magnet 4. It is sent to the receiving system 5.

【0026】送信系3は、高周波発信器8と変調器9と
高周波コイルとしての照射コイル11を有し、シーケン
サ2の指令により高周波発信器8からの高周波パルスを
変調器9で振幅変調し、この振幅変調された高周波パル
スを高周波増幅器10を介し増幅して照射コイル11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
7に照射するようにしている。
The transmission system 3 has a high frequency oscillator 8, a modulator 9 and an irradiation coil 11 as a high frequency coil, and a modulator 9 amplitude-modulates a high frequency pulse from the high frequency oscillator 8 according to a command from the sequencer 2. The amplitude-modulated high-frequency pulse is amplified through the high-frequency amplifier 10 and supplied to the irradiation coil 11, so that the subject 7 is irradiated with a predetermined pulsed electromagnetic wave.

【0027】静磁場発生磁石4は、被検体7の回りに任
意の方向に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の内部には、照射コイル11の
他に、傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル13と、受
信系5の受信コイル14とが設置されている。傾斜磁場
発生系21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13と傾斜磁場コイルに電流を供給する傾斜磁場電
源12と、傾斜磁場電源12を制御するシーケンサ2に
より構成する。
The static magnetic field generating magnet 4 is for generating a uniform static magnetic field around the subject 7 in an arbitrary direction. Inside the static magnetic field generating magnet, in addition to the irradiation coil 11, a gradient magnetic field coil 13 for generating a gradient magnetic field and a receiving coil 14 of the receiving system 5 are installed. The gradient magnetic field generation system 21 controls the gradient magnetic field coil 13 and the gradient magnetic field power supply 12 which supplies a current to the gradient magnetic field coil 13 and the gradient magnetic field power supply 12 which are configured to independently apply the gradient magnetic fields in the Cartesian coordinate axis directions orthogonal to each other. It is configured by the sequencer 2.

【0028】受信系5は、高周波コイルとしての受信コ
イル14と該受信コイル14に接続された増幅器15と
直交位相検波器16とA/D変換器17とを有し、被検
体7からのNMR信号を受信コイル14が検出すると、
その信号を増幅器15、直交位相検波器16、A/D変
換器17を介しデジタル量に変換するとともに、シーケ
ンサ2からの指令によるタイミングで直交位相検波器1
6によってサンプリングされた二系列の収集データに変
換して中央処理装置1に送るようにしている。
The receiving system 5 has a receiving coil 14 as a high frequency coil, an amplifier 15 connected to the receiving coil 14, a quadrature detector 16 and an A / D converter 17, and the NMR from the subject 7 is detected. When the receiving coil 14 detects the signal,
The signal is converted into a digital amount through the amplifier 15, the quadrature detector 16, and the A / D converter 17, and the quadrature detector 1 is operated at the timing instructed by the sequencer 2.
The data is converted into the two series of collected data sampled by 6 and sent to the central processing unit 1.

【0029】信号処理系6は、磁気ディスク20、光デ
ィスク19等の外部記憶装置と、CRT等からなるディ
スプレイ18とを有し、受信系5からのデータが中央処
理装置1に入力されると、該中央処理装置1が信号処
理、画像再構成等の処理を実行し、その結果の被検体7
の所望の断面像をディスプレイ18に表示するととも
に、外部記憶装置の磁気ディスク20等に記録する。
The signal processing system 6 has an external storage device such as a magnetic disk 20 and an optical disk 19 and a display 18 such as a CRT. When the data from the receiving system 5 is input to the central processing unit 1, The central processing unit 1 executes processing such as signal processing and image reconstruction, and the subject 7
The desired cross-sectional image is displayed on the display 18 and recorded on the magnetic disk 20 or the like of the external storage device.

【0030】次に、本発明の第1の実施例を説明する。
本実施例では、前記シーケンサ2によっていわゆる高速
スピンエコー法による断層像の撮像がなされる。そのシ
ーケンスは例えば図5に示すようになっている。
Next, a first embodiment of the present invention will be described.
In this embodiment, the sequencer 2 captures a tomographic image by the so-called high-speed spin echo method. The sequence is, for example, as shown in FIG.

【0031】そして、このようなシーケンスの繰返しに
よって得られるNMR信号は、K空間上に図1に示すよ
うにして格納されるようになっている。
The NMR signal obtained by repeating such a sequence is stored in the K space as shown in FIG.

【0032】すなわち、図1において、例えば1エコー
の積算回数を1回とし、2エコー、3エコー、4エコー
の積算回数をそれぞれ2回、3回、4回としてK空間上
にデータを格納する。ここで、積算回数を2回にすると
は、2回で得られるデータを加算平均することで最終的
に得られるデータ数は半分になる。同様に、積算回数を
3回にするとは、3回で得られるデータを加算平均する
ことで最終的に得られるデータ数は1/3になる。この
ようなことから、K空間上でそれぞれ1エコー、2エコ
ー、3エコー、4エコーの各データの領域の比は4:
3:2:1となる。
That is, in FIG. 1, for example, the number of times of integration of one echo is set to 1, and the number of times of integration of 2 echoes, 3 echoes, and 4 echoes is set to 2, 3, and 4, respectively, and data is stored in the K space. .. Here, if the number of times of integration is two, the number of data finally obtained will be halved by averaging the data obtained twice. Similarly, when the number of times of integration is 3, the number of data finally obtained becomes 1/3 by adding and averaging the data obtained 3 times. For this reason, the ratio of the data areas of 1 echo, 2 echoes, 3 echoes, and 4 echoes in the K space is 4: respectively.
It becomes 3: 2: 1.

【0033】このことから、高エコーの積算回数のみを
増加させることができる。また、パルスシーケンスで
は、K空間のkx方向は、離散値をとる。図1におい
て、kx方向の中心は、その中心のエコーの計測までに
スピンが感じた位相方向の傾斜磁場の積分値が零とな
る。中心からkx方向に1つずれた所は、スピンが撮像
領域(F.O.V.)の両端で1回転するような位相方
向の傾斜磁場を感じさせる。式にすると、
From this, it is possible to increase only the number of times of high echo integration. Further, in the pulse sequence, the kx direction of the K space takes discrete values. In FIG. 1, at the center in the kx direction, the integrated value of the gradient magnetic field in the phase direction sensed by the spin before the measurement of the echo at the center becomes zero. At a position deviated from the center by one in the kx direction, a gradient magnetic field in the phase direction is felt so that the spin makes one rotation at both ends of the imaging region (FOV). In the formula,

【0034】[0034]

【数4】 2π=γΣ(Gpn・tn・(F.O.V.)) (4) となる。ここで、γは磁気回転比、Gpnはn番目の位
相エンコード方向傾斜磁場強度(ただし、スピンが感じ
る強度とするため、180°パルス1つにつき正負が一
回反転するものとする)、tnはn番目の位相方向傾斜
磁場の印加時間、Σ、n、は、目的のエコー番号のエコ
ー信号を計測するまでの位相方向に印加する傾斜磁場の
個数、(F.O.V.)は、撮像領域の一辺の長さとす
る。同様にk空間上で中心からm番目のデータは、
## EQU00004 ## 2.pi. =. Gamma..SIGMA. (Gpn.tn. (FOV)) (4). Here, γ is the gyromagnetic ratio, Gpn is the intensity of the nth phase-encoding direction gradient magnetic field (however, since it is the intensity felt by the spin, the sign is inverted once for each 180 ° pulse), and tn is The application time of the nth phase direction gradient magnetic field, Σ, n, is the number of gradient magnetic fields applied in the phase direction until the echo signal of the target echo number is measured, and (FOV) is the imaging The length of one side of the area. Similarly, the mth data from the center in k space is

【0035】[0035]

【数5】 2πm=γΣ(Gpn・tn・(F.O.V.)) (5) が成立するように、位相エンコード方向の傾斜磁場強
度、印加時間を決定するものとする。
(5) 2πm = γΣ (Gpn · tn · (FOV)) (5) The gradient magnetic field strength in the phase encode direction and the application time are determined so as to hold.

【0036】このように撮像した生データを従来のよう
にして2次元フーリエ変換法で画像再構成する。
The raw data thus picked up is reconstructed by the two-dimensional Fourier transform method in the conventional manner.

【0037】使用するエコー数と所望のエコー時間のエ
コー番号に応じて、並び順は、変化する。その並びに応
じて位相方向の傾斜磁場の印加時間、強度等を変化させ
ることは、言うまでもない。
The arrangement order changes depending on the number of echoes used and the echo number of the desired echo time. It goes without saying that the application time, intensity, etc. of the gradient magnetic field in the phase direction are changed according to the arrangement.

【0038】以上示した実施例による磁気共鳴イメージ
ング装置は、特に高エコーになるほど積算回数が増加さ
れたものとなっている。このため、SN比の低い状態で
得られる高エコーは該積算回数の増加によってそのSN
比を向上させることができるようになる。
In the magnetic resonance imaging apparatus according to the above-described embodiment, the number of times of integration is increased as the echo becomes higher. Therefore, the high echo obtained in the state where the SN ratio is low increases the SN due to the increase in the number of times of integration.
The ratio can be improved.

【0039】したがって、もともとSN比の高い低エコ
ーとSN比を向上させた高エコーとでK空間を構成する
ことができることから、全体のSNを向上させることが
できるようになる。
Therefore, since the K space can be composed of the low echo having a high SN ratio and the high echo having an improved SN ratio, the overall SN can be improved.

【0040】画像計測時間は、例えば256×256画
素で4回積算の画像を得る従来の考えでは、1計測で4
エコーを得るパルスシーケンスを用いても256回の計
測を必要としたが、本実施例では、4エコーを4回、3
エコーを3回、2エコーを2回、1エコーを1回の積算
で得るようにしたので、従来の計測回数256回の10
/16の160回の計測で1画素のデータが得られるこ
とになる。
The image measuring time is, for example, 4 in 1 measurement in the conventional idea of obtaining an image of 4 times integration with 256 × 256 pixels.
Even if a pulse sequence for obtaining echoes was used, 256 times of measurement were required, but in the present embodiment, 4 echoes are made 4 times, 3 times.
Since the echo is obtained 3 times, the 2 echoes 2 times, and the 1 echo is obtained once, it is possible to obtain 10 times of the conventional 256 times of measurement.
The data of 1 pixel is obtained by the measurement of / 16 for 160 times.

【0041】図3に本発明の他の一実施例のK空間上の
データの並び順と積算回数の関係を示す。これは、1エ
コー、2エコーの積算回数を同一として、3エコーをそ
れの2倍の積算回数、4エコーを3倍の積算回数として
ある。この場合、K空間上の領域の比は積算回数の逆数
に応じて決定してある。
FIG. 3 shows the relationship between the arrangement order of data on the K space and the number of times of integration according to another embodiment of the present invention. In this case, the number of times of integration of one echo and the number of two echoes are the same, that of three echoes is twice the number of times of integration, and four echoes are the number of times of integration of three times. In this case, the ratio of the areas on the K space is determined according to the reciprocal of the number of times of integration.

【0042】また、図4に本発明の他の一実施例のK空
間上のデータの並び順と積算回数の関係を示す。これ
は、1エコー、2エコーの積算回数を同一として、3エ
コー、4エコーの積算回数を2倍としてある。この場
合、K空間上の領域の比は積算回数の逆数に応じて決定
してある。
FIG. 4 shows the relationship between the arrangement order of data on the K space and the number of times of integration according to another embodiment of the present invention. In this case, the number of times of integration of 1 echo and 2 echoes is the same, and the number of times of integration of 3 echoes and 4 echoes is doubled. In this case, the ratio of the areas on the K space is determined according to the reciprocal of the number of times of integration.

【0043】さらに、図6に本発明の他の一実施例のK
空間上のデータの並び順と積算回数の関係を示す。いま
までは、4エコー計測でのみ示したが、これは2エコー
計測のデータに実施した例である。
Further, FIG. 6 shows K of another embodiment of the present invention.
The relationship between the order of data in space and the number of times of integration is shown. As it is, only the four-echo measurement is shown, but this is an example performed on the data of the two-echo measurement.

【0044】さらに、並び順として、使用するエコー数
を2、4エコーのみ記したが、5エコー以上及び3エコ
ーに関しても同様に行うことができるのは、言うまでも
ない。そのうえ、高速スピンエコー法において、中央の
エコーが変化した場合にも適用できる。
Further, as the arrangement order, only the number of echoes to be used is shown as 2, 4 echoes, but it goes without saying that the same can be done for 5 or more echoes and 3 echoes. In addition, the fast spin echo method can be applied even when the central echo changes.

【0045】なお、本発明は図8に示した高速スピンエ
コー法、すなわちスピンの励起を90°−180°−1
80°−…系列で行なうもの以外にも適用できる。図1
2はCPMG法と称されるパルスシーケンスの模式図で
ある。このCPMG法はスライス方向傾斜磁場の印加と
ともに90°パルスを印加してスピンを選択励起し、ス
ピンが拡散した所定時間後、例えばTe/2後にスライ
ス方向傾斜磁場とエコー信号発生のための高周波パルス
を印加して、スピンを90°励起面で180°位相回転
させ、その後位相エンコードをし、周波数方向に信号を
読みだし、その後図12に示すように、高周波パルスと
傾斜磁場の印加によりエコー信号を順次読みだすという
ものである。このようなCPMG法にも本発明を適用す
ることができる。
In the present invention, the fast spin echo method shown in FIG. 8, that is, spin excitation is performed at 90 ° -180 ° -1.
80 ° -... Applicable to other than those performed in series. Figure 1
2 is a schematic diagram of a pulse sequence called the CPMG method. In this CPMG method, a 90 ° pulse is applied together with the application of a slice direction gradient magnetic field to selectively excite spins, and a high frequency pulse for generating a slice direction gradient magnetic field and an echo signal after a predetermined time after spin diffusion, for example, Te / 2. Is applied, the spin is rotated by 180 ° in the 90 ° excitation plane, then the phase is encoded, the signal is read out in the frequency direction, and then, as shown in FIG. 12, an echo signal is generated by applying a high frequency pulse and a gradient magnetic field. Is read in sequence. The present invention can also be applied to such a CPMG method.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による磁気共鳴イメージング装置によれば、撮像
時間をそれほど増加させることなく、高エコーの積算回
数を増加させ、全体のSN比を向上させることができる
ようになる。
As is clear from the above description,
According to the magnetic resonance imaging apparatus of the present invention, it is possible to increase the number of times of high echo integration and improve the overall SN ratio without significantly increasing the imaging time.

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

【図1】 本発明の一実施例の説明図で、4エコーまで
のデータを使用したK空間上のデータ並び順の説明図で
ある。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention and is an explanatory diagram of a data arrangement order in a K space using data of up to 4 echoes.

【図2】 本発明が適用される磁気共鳴イメージング装
置の一実施例を示す全体構成のブロック説明図である。
FIG. 2 is a block diagram of the overall configuration showing an embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus to which the present invention is applied.

【図3】 本発明の他の実施例の説明図で、4エコーま
でのデータを使用したK空間上のデータ並び順の説明図
である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention and is an explanatory diagram of a data arrangement order in the K space using data of up to 4 echoes.

【図4】 本発明の他の実施例の説明図で、4エコーま
でのデータを使用したK空間上のデータ並び順の説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention, and is an explanatory diagram of a data arrangement order in the K space using data of up to 4 echoes.

【図5】 本発明の一実施例の4エコーまでのデータを
使用したパルスシーケンスの模式的説明図である。
FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of a pulse sequence using data of up to 4 echoes according to an embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の他の一実施例の説明図で、2エコー
までのデータを使用したK空間上のデータ並び順の説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention, and is an explanatory diagram of a data arrangement order in the K space using data of up to two echoes.

【図7】 従来の技術の高速スピンエコー法のK空間上
のデータ並び順の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a data arrangement order on a K space in a conventional high-speed spin echo method.

【図8】 従来の技術の高速スピンエコー法のパルスシ
ーケンスの模式的説明図である。
FIG. 8 is a schematic explanatory diagram of a pulse sequence of a conventional high-speed spin echo method.

【図9】 スピンエコー法のパルスシーケンスの模式的
説明図である。
FIG. 9 is a schematic explanatory diagram of a pulse sequence of the spin echo method.

【図10】 巨視的磁化の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of macroscopic magnetization.

【図11】 マルチエコー法のパルスシーケンスの模式
的説明図である。
FIG. 11 is a schematic explanatory diagram of a pulse sequence of the multi-echo method.

【図12】 CPMG法のパルスシーケンスの模式的説
明図である。
FIG. 12 is a schematic explanatory diagram of a pulse sequence of the CPMG method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2・・・シーケンサ、7・・・被検体、8・・・高周波発信器、1
2・・・傾斜磁場電源、13・・・傾斜磁場コイル、21・・・傾
斜磁場発生系、24・・・第1エコー信号、25・・・第2エコ
ー信号、26・・・第3エコー信号、27・・・第4エコー信
号。
2 ... Sequencer, 7 ... Subject, 8 ... High-frequency oscillator, 1
2 ... gradient magnetic field power supply, 13 ... gradient magnetic field coil, 21 ... gradient magnetic field generation system, 24 ... first echo signal, 25 ... second echo signal, 26 ... third echo Signal, 27 ... fourth echo signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定のパルスシーケンスの繰返しに基づ
いて得られるNMR信号から画像再構成する磁気共鳴イ
メージング装置において、前記パルスシーケンスが少な
くとも2つ以上のエコー信号を発生するようになってい
るとともに、前記位相エンコード傾斜磁場強度の大きさ
または読出し傾斜磁場印加の直前に印加する位相オフセ
ットの傾斜磁場の大きさとが、またはK空間上で高エコ
ーになるほどK空間上のエンコード数が小さくなってお
り、かつ高エコーになるほど積算回数が増加されたもの
となっていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装
置。
1. A magnetic resonance imaging apparatus for reconstructing an image from an NMR signal obtained based on repetition of a predetermined pulse sequence, wherein the pulse sequence generates at least two echo signals, and The magnitude of the phase encode gradient magnetic field strength or the magnitude of the phase offset gradient magnetic field applied immediately before the application of the read gradient magnetic field, or the higher the echo in the K space, the smaller the number of encodes in the K space, In addition, the magnetic resonance imaging apparatus is characterized in that the number of times of integration is increased as the echo becomes higher.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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