JPH07255697A - 磁気共鳴イメージングの撮影方法及びその装置 - Google Patents

磁気共鳴イメージングの撮影方法及びその装置

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JPH07255697A
JPH07255697A JP6048328A JP4832894A JPH07255697A JP H07255697 A JPH07255697 A JP H07255697A JP 6048328 A JP6048328 A JP 6048328A JP 4832894 A JP4832894 A JP 4832894A JP H07255697 A JPH07255697 A JP H07255697A
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JP
Japan
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magnetic field
magnetic resonance
imaging
phase
image
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Application number
JP6048328A
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English (en)
Inventor
Akira Taniguchi
陽 谷口
Etsuji Yamamoto
悦治 山本
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Hitachi Ltd
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Medical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】縦緩和時間(T1)強調像を、高速かつ高S/
Nで撮影するMRI撮影方法及び装置を提供する。 【構成】スライス傾斜磁場201と磁化励起用高周波磁
場パルス202を印加し、磁化の位相に位相エンコード
方向の位置情報を付加する位相エンコード傾斜磁場20
3を印加する。磁気共鳴信号はリードアウト方向の位置
情報を付加するリードアウト傾斜磁場パルス205を印
加しながら計測される。最後に、位相エンコード傾斜磁
場パルス203と同じ大きさで反対の符号をもつリフェ
ーズ用パルス205を印加する。 【効果】撮影パラメータに応じて最適な高周波磁場印加
位相を選ぶことができ、従来よりも純粋なT1強調像を
高いS/Nで撮影できる。

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
(以下MRI)装置の撮影方法およびその装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】MRI装置は磁気共鳴現象を利用した断
層像撮影装置である。一般的な撮影原理の概略は以下の
とおりである。静磁場中に検査対象を置き、高周波磁場
パルスを印加して水素原子などの磁化を励起した後、位
相エンコード傾斜磁場とリードアウト傾斜磁場を印加し
て各磁化に位置情報を与えながら、磁気共鳴信号を計測
する。励起から信号計測までの時間差を一般にエコー時
間(TE)と呼ぶ。また、励起前の磁化は静磁場の方向
を向いており、励起によって傾く。励起の強度は、磁化
の傾く角度(フリップ角、FA)で表される。通常の計
測ではFA=90度がよく用いられる。一つ目の信号が
計測された後、励起された磁化がある程度あるいは完全
に回復するまでの待ち時間を挟んで、再び、高周波磁場
パルスを印加して計測を繰り返す。この繰り返しの時間
間隔を一般に繰り返し時間(TR)と呼ぶ。繰り返しご
とに位相エンコード傾斜磁場の印加量を変化させ、1画
像分の信号を計測する。繰り返し回数は256×256
ピクセルの画像の場合、一般に256回である。最後
に、全計測信号をフーリエ変換により画像再構成し、断
層像を得る。
【0003】MRIで画像化できる代表的な物理量に
は、励起した原子の密度分布の他に、縦緩和時間T1と
横緩和時間T2がある。T1とは、励起された縦磁化が
時間と共に指数関数的に励起前の状態に回復していく際
の時定数であり、T2とは、磁化の励起後、横磁化が時
間と共に指数関数的に減衰していく際の時定数である。
これらは、生体組織によって異なる値を持つ。一般的
に、T1はT2よりも長く、T1は数百msから数千m
s、T2は数十msから数百msである。
【0004】実際に計測される画像はT1強調像,T2
強調像と呼ばれ、密度像とそれぞれの緩和時間の影響を
受けた像が合成された画像である。T1強調像は、TR
とTEを短くして計測するのが一般的である。TRを短
くすることによってT1を強調し、TEを短くすること
によってT2の影響を少なくする。通常、TRは数百m
sとされる。一方、T2強調像は、これとは逆に、TR
とTEを長くして計測する。
【0005】T1強調像を高速に撮影する方法の一つに
TRを数msから数十ms程度に短くする方法がある。
その一つであるFLASH法は、TRを短くすることに
よるS/Nの劣化を、小フリップ角にすることで磁化の
回復を早めることによって改善している。一方、より良
いS/Nを得るための方法として、印加した位相エンコ
ード傾斜磁場パルスを打ち消すための反転パルスを信号
計測後に印加し、高周波磁場パルスの印加位相をΨ×n
(n+1)/2とする方法がある。ここで、nは高周波
磁場パルスの印加回数、Ψは117度あるいは123度
の位相角である。この方法によると、任意のTR,TE
において画像コントラストがFLASHとほぼ同じにな
る。この方法の詳細については、マグネティック リゾ
ナンスイン メディシン(Magnetic Resonance in Medic
ine,vol.21,pp.251−263,1991)に記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上の従来法では、T
1強調像を高速に撮影することを目的としているが、実
際にはTEを無限に小さくすることが不可能であるた
め、T2の影響が含まれてしまう。
【0007】本発明の目的は、純粋なT1強調像を高速
かつ高S/Nで撮影する手法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題は、TR,T
E,フリップ角などの撮影パラメータや検査対象の性質
に応じて高周波磁場の印加位相を変化させる撮影方法に
よって解決される。
【0009】
【作用】画像のT1,T2の強調度は、TR,TE,フ
リップ角などの撮影パラメータと高周波磁場の印加位相
によって変化する。従って、撮影パラメータに応じて最
適な高周波磁場の印加位相を用いれば、純粋なT1強調
像を撮影することが可能になる。
【0010】
【実施例】図1は本発明の磁気共鳴を用いた検査装置
(以下、単に検査装置という)のブロック図である。図
1において、101は静磁場H0を発生する磁石、10
2は対象物体、103は高周波磁場の発生と対象物体1
02から生じる信号の検出のためのコイル、104,1
05,106はそれぞれX方向,Y方向およびZ方向の
傾斜磁場を発生させるための傾斜磁場発生コイルであ
る。107は各傾斜磁場発生コイル104,105,1
06に電流を供給するためのコイル駆動装置である。1
08は計測されたデータの演算を行うための計算機、1
09は計算機108での演算結果を表示するためのCRT
ディスプレイである。
【0011】次に本検査装置の動作の概要を説明する。
対象物体102の核スピンを励振する高周波磁場H1
は、シンセサイザ110により発生させた高周波を変調
装置111で波形整形,電力増幅し、コイル103に電
流を供給することにより発生させる。コイル駆動装置1
07から電流を供給された傾斜磁場発生コイル104,
105,106は傾斜磁場を発生し、対象物体102か
らの信号を変調する。変調信号はコイル103により受
信され、増幅機112で増幅、検波装置113で検波さ
れた後、計算機108に入力される。計算機108は演
算後、演算結果をCRTディスプレイ109で表現す
る。なお、計算機108は予めプログラムされたタイミ
ング,強度で各装置が動作するように制御を行う。プロ
グラムの内、特に高周波磁場,傾斜磁場,信号受信のタ
イミングや強度を記述したものはパルスシーケンスと呼
ばれている。
【0012】次に図2に本発明の実施例のパルスシーケ
ンスの典型的な例を示す。スライス傾斜磁場201の印
加とともに磁化励起用高周波磁場(RF)パルス202
を印加し、対象物体内のあるスライス内に磁気共鳴現象
を誘起する。磁化の位相に位相エンコード方向の位置情
報を付加するための位相エンコード傾斜磁場203を印
加する。この位相エンコード傾斜磁場の強度はプログラ
ムに従って変更されながら複数回測定が繰り返される。
磁気共鳴信号は、リードアウト方向の位置情報を付加す
るためのリードアウト傾斜磁場パルス204を印加しな
がら計測される。最後に、位相エンコード傾斜磁場パル
ス203と同じ大きさで反対の符号をもつリフェーズ用
パルス205を印加する。第n回目の高周波磁場パルス
の印加位相は、あらかじめ計算機108のプログラムあ
るいはパルスシーケンス内に用意されているテーブルを
参照して決定される一定の位相角ΨによってΨ×n(n
+1)/2となるようにする。なお、図2のパルスシー
ケンスは一例であり、TR内に印加される傾斜磁場の時
間積分値がTRごとに変化しなければ、パルスの数,形
状,大きさは問わない。
【0013】ΨのテーブルはTR,TE,FAに対する
3次元の配列Ψ(TR,TE,FA)として実現し、各要
素は、TR,TE,FAに対してT2依存性の小さい画
像コントラストが得られるΨの値にする。
【0014】T2依存性の評価は、実機による測定や計
算機による数値シミュレーションなどによって行うこと
ができる。ここでは、数値シミュレーションを用いた場
合の評価法の一例を説明する。まず、画像評価に用いる
モデルを用意する。これは、256×256のビットマ
ップ内に125×125の磁化密度が均一の正方形を配
置したものである。正方形の内部は5×5の格子に区切
られ、その縦横をそれぞれT1(i)=200×i,T
2(j)=200×j(i,j=1,2,3,4,5)
(単位:ms)、として、各格子が異なるT1,T2で
埋められている。
【0015】このモデルに対して、評価したいパルスシ
ーケンスのΨを0度から180度まで1度ずつ変化させ
てシミュレーションを行い、画像を求める。シミュレー
タとしては、例えば、日本磁気共鳴医学会大会講演抄録
集、p.138 、1993に記載のものを用いることが
できる。得られた画像の各格子内の平均強度をs(i,
j)とし、T2(3)の各格子内の平均強度s(i,
3)を基準に数1によってεを計算し、画像コントラス
トのT2依存性とする。T2の違いによる強度変化が大
きいほどεも大きくなる。実機によってT2依存性を評
価する場合は、同様に緩和時間を変化させたモデルを作
成し、撮影した画像に対して同様の評価を行えば良い。
なお、以上の評価法は、これに限るものではないことは
明らかである。
【0016】
【数1】
【0017】以上の方法により求めたΨによって、より
純粋なT1強調像を撮影することができる。例えば、T
R=50ms,TE=25ms,FA=90度の場合、
Ψと画像コントラストのT2依存性の関係は図3に示す
とおりになる。画像コントラストのT2依存性はΨによ
って大きく変化することがわかる。この依存性はTR,
TE,FAによっても変化する。
【0018】図3の場合について、最も小さいT2依存
性を示すΨは154度である。従って、Ψ(TR=50
ms,TE=25ms,FA=90度)=154度とす
る。あるいは、これに近いT2依存性を示すΨ(例えば
112度など)としても良い。なお、ここでは、3次元
の場合について説明したが、例えば、TEの変化に対し
てT2の依存性の変化が小さい場合には、TR,FAだ
けにするなど、Ψのテーブルを2次元の配列としても良
い。また、T2依存性がTR,TE,FAのうちの一つ
だけに依存する場合は、1次元の配列にした方が良い。
【0019】図4に従来法のFLASHと同じコントラ
ストを与えるΨ=117度とした場合、図5に最もT2
依存性の小さい画像コントラストを与えるΨ=154度
の場合の画像コントラストを示す。両図の高さ方向は画
像の強度を表しており、強度の変化率が大きいほどコン
トラストが強いということになる。図4では、T2が小
さくなるに連れて強度が減少しているのに対して、図5
では、ほとんど変化がない。Ψ=154度とすること
で、よりT2依存性の小さいT1強調像が撮影できるこ
とがわかる。
【0020】なお、TR,TE,FA,Ψのうち、Ψを
コントラスト調整のパラメータに選んだのは、TRが撮
影時間に、FAが画像のS/Nに関係し、また、TEは
パルスシーケンス内の各パルスの配置に制約を受けやす
いのに対して、Ψは画像のコントラストだけに影響する
からである。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、撮影パラメータに応じ
て最適な高周波磁場印加位相を選ぶことができ、従来よ
りも純粋なT1強調像を高いS/Nで撮影できるMRI
撮影方法及び撮影装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する際に用いられる装置構成の一
例を示すブロック図。
【図2】本発明の実施例のパルスシーケンスを示すタイ
ミングチャート。
【図3】TR=50ms,TE=25ms,FA=90
度の場合のΨとT2依存性の関係を示す特性図。
【図4】従来法による画像(Ψ=117度)のコントラ
ストを示す説明図。
【図5】本発明による画像(Ψ=154度)のコントラ
ストを示す説明図。
【符号の説明】
201…スライス傾斜磁場パルス、202…高周波磁場
パルス、203…位相エンコード傾斜磁場パルス、20
4…リードアウト傾斜磁場パルス、205…リフェーズ
用傾斜磁場パルス。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】静磁場中の検査対象に対し、磁化励起用の
    高周波磁場と、磁化に位置情報を与えるための第一及び
    第二の傾斜磁場とを印加し、前記第一の傾斜磁場の印加
    のもとで磁気共鳴信号を計測する信号収集シーケンス
    を、前記第二の傾斜磁場の印加量を変化させながら複数
    回繰り返すことによって画像信号を収集する磁気共鳴イ
    メージングの撮影方法において、撮影パラメータに応じ
    て前記高周波磁場の印加位相の変化方法を変えることを
    特徴とする磁気共鳴イメージングの撮影方法。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記撮影パラメータ
    は、前記高周波磁場のフリップ角である磁気共鳴イメー
    ジングの撮影方法。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記撮影パラメータ
    は、前記信号収集シーケンスの繰り返し時間である磁気
    共鳴イメージングの撮影方法。
  4. 【請求項4】請求項1において、前記撮影パラメータ
    は、前記信号収集シーケンスのエコー時間である磁気共
    鳴イメージングの撮影方法。
  5. 【請求項5】請求項1,2,3または4において、前記
    高周波磁場の印加位相の変化方法は、前記高周波磁場の
    印加回数nとある一定の位相角Ψによって印加位相がΨ
    ×n(n+1)/2となるようにする磁気共鳴イメージ
    ングの撮影方法。
  6. 【請求項6】請求項1,2,3,4または5において、
    静磁場,傾斜磁場,高周波磁場の各磁場発生手段と、検
    査対象からの磁気共鳴信号を検出する手段と、前記磁気
    共鳴信号の検出手段の検出信号の演算を行う計算機,前
    記計算機による演算結果の出力手段を有する磁気共鳴イ
    メージング装置において、撮影パラメータに応じて前記
    高周波磁場の印加位相を決定する手段を有する磁気共鳴
    イメージング装置。
JP6048328A 1994-03-18 1994-03-18 磁気共鳴イメージングの撮影方法及びその装置 Pending JPH07255697A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007181744A (ja) * 2007-04-12 2007-07-19 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Mri装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007181744A (ja) * 2007-04-12 2007-07-19 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Mri装置
JP4585539B2 (ja) * 2007-04-12 2010-11-24 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Mri装置

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