JPH07327954A - Resonance frequency measuring method and magnetic resonance imaging system - Google Patents

Resonance frequency measuring method and magnetic resonance imaging system

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JPH07327954A
JPH07327954A JP6128823A JP12882394A JPH07327954A JP H07327954 A JPH07327954 A JP H07327954A JP 6128823 A JP6128823 A JP 6128823A JP 12882394 A JP12882394 A JP 12882394A JP H07327954 A JPH07327954 A JP H07327954A
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JP
Japan
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signal
proton
sequence
water molecule
resonance frequency
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Application number
JP6128823A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Takane
高根  淳
Ryusaburo Takeda
隆三郎 武田
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Publication date
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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an image with high S/N by accurately measuring the resonance frequency of a proton atomic nucleus of a water molecule in an HRI system and applying a high frequency pulse of accurate resonance frequency. CONSTITUTION:An echo signal is measured by a spin echo method, and it is frequency-decomposed by applying one-dimensional Fourier transformation, and the resonance frequency can be found from the maximum value of spectrum. At this time, echo time from the generation of spin to the measurement of the echo signal is set as a time sufficient for the attenuation of the signal of a proton other than the water molecule, for example, fat is measured selectively. The proton other than the water molecule can be effectively suppressed by using the resonance frequency found as the frequency of a pre-pulse of an MTC method. An inversion recovery method can be employed as the sequence of resonance frequency measurement.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は核磁気共鳴(以下、NM
Rという)現象を利用した磁気共鳴イメージング(以
下、MRIという)装置に係り、特に撮像対象の水分子
のプロトン原子核の共鳴周波数を計測する計測方法及び
該計測シーケンスを含むMRI装置に関する。
The present invention relates to nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as NM
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic resonance imaging (hereinafter, referred to as MRI) apparatus utilizing a phenomenon (R), and more particularly, to a measurement method for measuring a resonance frequency of proton nuclei of water molecules to be imaged and an MRI apparatus including the measurement sequence.

【0002】[0002]

【従来の技術】MRI装置は、磁気共鳴現象を利用して
被検体内の所望の検査部位における原子核スピン(以
下、単にスピンと称する)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、その検査部位の断層
画像を表示できるようになっている。この計測データを
得るために、MRI装置では静磁場内に置かれた被検体
にスピンの共鳴周波数の高周波パルス及び位置情報を付
与するための傾斜磁場パルス等を所定のシーケンスで印
加し、このシーケンスを数回繰り返すようになってい
る。
2. Description of the Related Art An MRI apparatus uses 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 inspection site in a subject, and the measurement is performed. From the data, a tomographic image of the examination site can be displayed. In order to obtain this measurement data, the MRI apparatus applies a high frequency pulse having a spin resonance frequency and a gradient magnetic field pulse for imparting position information to a subject placed in a static magnetic field in a predetermined sequence, and this sequence is applied. Is repeated several times.

【0003】このシーケンスとしては、種々のものが知
られているが、このうち水のプロトン原子核と脂肪等の
高分子内プロトン原子核の磁化交換の組織による相違を
利用して、高コントラストの画像を得るMTC(Magnet
ization Transfer Contrast)法が提案されている(ジ
ャーナル オブ マグネチックレゾナンス、第55号、
283〜300頁、1983年、マグネチック レゾナンス
クォータリ 第8号、No.2、116〜137頁)。
Various sequences are known as this sequence. Among them, a high contrast image is obtained by utilizing the difference in the magnetization exchange structure between the proton nucleus of water and the proton nucleus in the polymer such as fat. Get MTC (Magnet
ization transfer contrast method has been proposed (Journal of Magnetic Resonance, No. 55,
283-300, 1983, Magnetic Resonance
Quarterly No. 8, No. 2, pp. 116-137).

【0004】この方法では、プリパルスとして2項式パ
ルス(バイノミアルパルス)により水以外の物質のプロ
トン原子核の半選択的な励起を行い無信号化するもの
で、2項式パルスは、対象となっている物質(水分子)
の共鳴周波数の高周波パルスを用いる。この場合、2項
式パルスの周波数が正確な水分子のプロトン原子核の共
鳴周波数でない場合には、この周波数に対して完全に0
゜パルスとならないため、むしろこの周波数における水
分子プロトンの縦磁化は減少してしまい、信号強度が減
少しS/Nの劣化した画像となってしまう。従って、正
確な水分子のプロトン原子核の共鳴周波数を求めておく
必要がある。
In this method, as a prepulse, a binomial pulse (binomial pulse) is used to semi-selectively excite proton nuclei of substances other than water to make the signal non-signal. Substance (water molecule)
A high frequency pulse having a resonance frequency of In this case, if the frequency of the binomial pulse is not the exact resonance frequency of the proton nuclei of the water molecule, it is completely zero for this frequency.
Since the pulse does not occur, the longitudinal magnetization of water molecule protons at this frequency is rather reduced, and the signal intensity is reduced, resulting in an image with deteriorated S / N. Therefore, it is necessary to obtain an accurate resonance frequency of the proton nucleus of the water molecule.

【0005】従来、撮影対象の共鳴周波数を求める方法
は、撮影対象を高周波パルスで励起し、その信号を1次
元フーリエ変換し、そのスペクトルのピークに対応する
周波数を求めていた。
Conventionally, in the method of obtaining the resonance frequency of the object to be imaged, the object to be imaged is excited by a high-frequency pulse, the signal is one-dimensional Fourier transformed, and the frequency corresponding to the peak of the spectrum is obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、撮影対象に共
鳴周波数の非常に近い2つの信号が存在する場合は、サ
ンプリングの分解能との兼合から1つの信号として観測
されてしまうことがあった。その場合、観測された共鳴
周波数は真の値ではなく2つの信号の中間的なものとな
ってしまう。
However, when there are two signals whose resonance frequencies are very close to each other in the object to be photographed, they are sometimes observed as one signal due to the combination with the sampling resolution. In that case, the observed resonance frequency is not a true value but an intermediate value between the two signals.

【0007】一般に、脂肪のプロトン原子核は、水分子
のプロトン原子核の共鳴周波数と非常に近い共鳴周波数
を持ち、3.4ppm低いだけである。そのため従来の
共鳴周波数の計測では、撮影対象に含まれる水分子のプ
ロトン原子核の信号と水分子以外のプロトン原子核、特
に体内においては脂肪のプロトン原子核からの信号と区
別する方法がなく、計測する信号中に違う共鳴周波数の
信号が混在してしまい正確な水分子のプロトン原子核の
共鳴周波数を決定することができなかった。
In general, the proton nucleus of fat has a resonance frequency very close to the resonance frequency of the proton nucleus of water molecule, which is only 3.4 ppm lower. Therefore, in the conventional measurement of the resonance frequency, there is no way to distinguish between the signals of the proton nuclei of water molecules contained in the object to be imaged and the proton nuclei of non-water molecules, especially the signals from the proton nuclei of fat in the body It was not possible to determine the exact resonance frequency of the proton nucleus of the water molecule because the signals of different resonance frequencies were mixed in.

【0008】本発明は、水分子のプロトン原子核からの
信号以外の信号、特に脂肪のプロトン原子核からの信号
を減衰または消失させ、正確に水分子のプロトン原子核
の共鳴周波数を求めることが可能な共鳴周波数の計測方
法を提供することを目的とする。
The present invention attenuates or eliminates signals other than the signals from the proton nuclei of water molecules, particularly the signals from the proton nuclei of fats, and makes it possible to accurately determine the resonance frequency of the proton nuclei of water molecules. It is an object to provide a frequency measuring method.

【0009】[0009]

【課題を解決するため手段】上記目的を達成するため
に、本発明の共鳴周波数計測方法は、高周波パルスを印
加しプロトン原子核スピンを励起し、プロトン原子核か
らの磁気共鳴信号を計測するために傾斜磁場の印加を繰
り返すシーケンスを行ない、このシーケンスから得られ
た磁気共鳴信号を1次元フーリエ変換することにより、
プロトン原子核の共鳴周波数を求める際に、水分子のプ
ロトン原子核からの信号と水分子以外のプロトン原子核
からの信号との減衰速度の差を利用して水分子のプロト
ン原子核からの磁気共鳴信号を選択的に計測する。
In order to achieve the above object, a resonance frequency measuring method according to the present invention uses a gradient for measuring a magnetic resonance signal from a proton nucleus by applying a high frequency pulse to excite a proton nucleus spin. By repeating the sequence of applying a magnetic field and performing a one-dimensional Fourier transform on the magnetic resonance signal obtained from this sequence,
When determining the resonance frequency of the proton nuclei, select the magnetic resonance signal from the proton nuclei of the water molecule by using the difference in the decay rate between the signal from the proton nuclei of the water molecule and the signal from the proton nuclei other than the water molecule. Measure.

【0010】本発明の第1の態様では、信号計測のため
のシーケンスはスピンエコー法を含み、スピン励起から
計測までのエコー時間を本来のエコー時間より延し、脂
肪のプロトン原子核の信号を減衰させてから信号を計測
し、これにより、水分子のプロトン原子核の信号を選択
的に計測する。また本発明の第2の態様では、信号計測
のためのシーケンスはインバージョンリカバリー法(以
下、IR法という)を使い、最初の高周波パルス印加か
ら次の高周波パルス印加までのインバージョン時間を脂
肪のプロトン原子核の信号が零になる時間に選び計測す
る。これにより、水分子のプロトン原子核からの信号の
みを計測する。
In the first aspect of the present invention, the sequence for signal measurement includes the spin echo method, the echo time from spin excitation to measurement is extended from the original echo time, and the signal of fat proton nuclei is attenuated. After that, the signal is measured, and thereby the signal of the proton nucleus of the water molecule is selectively measured. In the second aspect of the present invention, the sequence for signal measurement uses an inversion recovery method (hereinafter referred to as IR method), and the inversion time from the first high-frequency pulse application to the next high-frequency pulse application Select and measure when the proton nucleus signal becomes zero. As a result, only the signal from the proton nucleus of the water molecule is measured.

【0011】本発明のMRI装置は、このような共鳴周
波数の計測シーケンスを含み、この計測シーケンスをイ
メージングのためのシーケンスの前段に行い、求めた共
鳴周波数をイメージングに必要な高周波パルス或いは脂
肪等から信号を抑制するプリパレーションパルスの照射
周波数とするものである。
The MRI apparatus of the present invention includes such a measurement sequence of resonance frequencies, performs this measurement sequence before the sequence for imaging, and obtains the resonance frequency from a high frequency pulse or fat or the like required for imaging. The irradiation frequency of the preparation pulse that suppresses the signal is used.

【0012】[0012]

【作用】一般に励起した脂肪のプロトン原子核スピンの
縦緩和時間(T1)及び横緩和時間(T2)は、水分子の
プロトン原子核スピンに比較して短い。スピンエコー法
により得られる信号の信号強度は、横緩和時間(T2
を時定数とする関数であるので、励起から計測までのエ
コー時間を延して計測することにより、脂肪のプロトン
原子核の信号を減衰させたエコー信号を計測できる。こ
の信号はほぼ水分子のプロトン原子核からの信号である
ので、1次元フーリエ変換することにより、周波数スペ
クトルの最大値から水分子のプロトン原子核の共鳴周波
数を求めることができる。
The longitudinal relaxation time (T 1 ) and transverse relaxation time (T 2 ) of excited proton nuclear spins of fat are generally shorter than those of water molecules. The signal strength of the signal obtained by the spin echo method is the transverse relaxation time (T 2 )
Is a function whose time constant is, the echo signal in which the signal of the proton nucleus of fat is attenuated can be measured by extending the echo time from the excitation to the measurement. Since this signal is almost the signal from the proton nucleus of the water molecule, the resonance frequency of the proton nucleus of the water molecule can be obtained from the maximum value of the frequency spectrum by the one-dimensional Fourier transform.

【0013】またIR法において、最初に励起されたス
ピンは縦磁化が零の状態を経て元の磁化の状態に戻る。
水分子のプロトン原子核と脂肪のプロトン原子核とでは
縦緩和時間(T1)が異なることから、水分子のプロト
ン原子核スピンの縦磁化が零でなく且つ脂肪のプロトン
原子核スピンの縦磁化が零となる状態にインバージョン
時間を選択することができる。これにより脂肪のプロト
ン原子核の信号が零になり、水分子のプロトン原子核か
らの信号を選択的に計測できる。従って、この場合にも
水分子のプロトン原子核の共鳴周波数を求めることがで
きる。
In the IR method, the first excited spin returns to the original magnetization state after the state in which the longitudinal magnetization is zero.
Since the longitudinal relaxation time (T 1 ) of the proton nucleus of water molecule is different from that of fat proton nucleus, the longitudinal magnetization of the proton nuclear spin of water molecule is not zero and the longitudinal magnetization of the proton nuclear spin of fat is zero. Inversion time can be selected for the state. As a result, the signal from the proton nucleus of the fat becomes zero, and the signal from the proton nucleus of the water molecule can be selectively measured. Therefore, also in this case, the resonance frequency of the proton nucleus of the water molecule can be obtained.

【0014】このような共鳴周波数の計測をイメージン
グに先立って行なうことにより、水分子のプロトン原子
核の共鳴周波数を正確に照射しなければならない、例え
ばMTC法のようなイメージングにおいて、効果的に脂
肪抑制パルスを印加することができ、よりS/Nの高い
画像を得ることができる。
By performing such resonance frequency measurement prior to imaging, the resonance frequency of the proton nuclei of water molecules must be accurately irradiated, and fat suppression can be effectively performed in imaging such as the MTC method. A pulse can be applied, and an image with higher S / N can be obtained.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図2は、本発明の磁気共鳴イメージング方法を
実施するMRI装置の構成概要を示すブロック図で、こ
のMRI装置は、被検体の置かれる空間に均一な静磁場
を発生させる磁石201、被検体の組織を構成する原子
の原子核スピンに各磁気共鳴を生じさせるための高周波
磁場を発生させる励起システム202、被検体から発生
する信号を受信し、検波した後、A/D変換する受信シ
ステム203、磁場の強さを互に直交する3軸方向
(X、Y、Z方向)にそれぞれ独立に線系に変化させる
ことが可能な傾斜磁場発生システム204、受信システ
ム203からの計測データをもとに画像再構成に必要な
各種演算を行う画像処理システム205、上記構成にお
ける各システムの動作タイミングをコントロールするシ
ーケンス制御システム206、高周波の送受信に使用す
るプローブ207、及びオペレーションを行う操作卓2
08を備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of an MRI apparatus for carrying out the magnetic resonance imaging method of the present invention. This MRI apparatus includes a magnet 201 for generating a uniform static magnetic field in a space in which the subject is placed, and a subject Excitation system 202 for generating a high-frequency magnetic field for producing each magnetic resonance in the nuclear spins of the atoms constituting the tissue, reception system 203 for receiving and detecting a signal generated from the subject, and then performing A / D conversion, magnetic field Image based on the measurement data from the gradient magnetic field generation system 204 and the reception system 203 capable of independently changing the strength of the magnetic field into a linear system in three axial directions (X, Y, Z directions) orthogonal to each other. An image processing system 205 that performs various calculations necessary for reconstruction, a sequence control system 206 that controls the operation timing of each system in the above configuration, Probe 207 to be used for sending and receiving frequency, and operation console 2 for operations
It is equipped with 08.

【0016】このようなMRI装置においては、静磁場
の形成された測定空間に置かれた被検体に、高周波パル
ス及びNMR信号に位置情報を与えるための傾斜磁場を
所定の強度及びタイミングで繰り返し印加し、画像形成
に必要なNMR信号を収集する。この高周波パルス及び
傾斜磁場の印加から信号計測までのシーケンスはシーケ
ンス制御システム206に設定されている。シーケンス
制御システム206には、このようなイメージングのた
めのシーケンスの前段として以下に述べる共鳴周波数検
索のためのシーケンスが組み込まれている。
In such an MRI apparatus, a gradient magnetic field for giving positional information to a high frequency pulse and an NMR signal is repeatedly applied to a subject placed in a measurement space in which a static magnetic field is formed, at a predetermined intensity and timing. Then, the NMR signals necessary for image formation are collected. The sequence from application of the high frequency pulse and gradient magnetic field to signal measurement is set in the sequence control system 206. The sequence control system 206 incorporates a sequence for resonance frequency search described below as a preceding stage of the sequence for such imaging.

【0017】図1に本発明の一実施例として、スピンエ
コー(SE)法により共鳴周波数を計測するパルスシー
ケンスを示す。このシーケンスでは撮影対象のプロトン
原子核を励起するために2つの高周波パルス101、1
02が用いられ、これら高周波パルス101、102と
同時に撮影対象を選択的に励起するための傾斜磁場10
3が加えられる。傾斜磁場は、対象によっては使う必要
がない場合もある。エコー信号104は、最初の高周波
パルス101印加から所定のエコー時間(TE)後に区
間105において受信システム203のA/D変換器で
受信される。
FIG. 1 shows a pulse sequence for measuring the resonance frequency by the spin echo (SE) method as one embodiment of the present invention. In this sequence, two high frequency pulses 101, 1 are used to excite the proton nuclei to be imaged.
02 is used, and a gradient magnetic field 10 for selectively exciting the imaging target simultaneously with these high frequency pulses 101 and 102.
3 is added. The gradient magnetic field may not need to be used depending on the object. The echo signal 104 is received by the A / D converter of the receiving system 203 in a section 105 after a predetermined echo time (TE) from the first application of the high frequency pulse 101.

【0018】高周波パルス101、102の共鳴周波数
は磁場強度から求めた理論上の周波数を使う。即ち、プ
ロトン原子核スピンの共鳴周波数ωは、磁場強度(静磁
場及びそれに重畳される傾斜磁場)をHとするとき、式
ω=γH(γは磁気回転比で原子核の種類ごとに固有の
値である)から求められる。高周波パルス101は、ス
ピンの縦磁化が90度倒れる90度パルスで、高周波パ
ルス102は、スピンの縦磁化が反転する180度パル
スであり、高周波パルス101の印加からTE/2後に
印加される。ここでエコー時間TEは、脂肪からの信号
が減衰するに充分な長さに設定される。このことを更に
説明する。
As the resonance frequency of the high frequency pulses 101 and 102, a theoretical frequency obtained from the magnetic field strength is used. That is, the resonance frequency ω of the proton nuclear spin is an equation ω = γH (γ is a gyromagnetic ratio and is a unique value for each type of nucleus when the magnetic field strength (static magnetic field and gradient magnetic field superimposed thereon) is H. There is) required. The high-frequency pulse 101 is a 90-degree pulse in which the longitudinal magnetization of the spin is inverted by 90 degrees, and the high-frequency pulse 102 is a 180-degree pulse in which the longitudinal magnetization of the spin is inverted, and is applied after TE / 2 from the application of the high-frequency pulse 101. Here, the echo time TE is set to be long enough to attenuate the signal from fat. This will be further explained.

【0019】まず高周波パルス101を印加することに
よってスピンは90度倒れるが、磁場の不均一性のため
に時間がたつにつれ位相がみだれてくる。ここでt時間
後に180度パルス102を印加して磁化を反転させる
と、更にt時間後には位相が揃うことになる。従って9
0度パルスから2t時間後に、エコー信号を観測するこ
とができる。このエコー信号の強度は、時定数T2をも
って減衰し、この時定数T2、即ち横緩和時間は脂肪の
プロトン原子核と水分子のプロトン原子核と異なり、脂
肪の信号は他の信号より早く減衰する。従って、高周波
パルス101印加からエコー信号を計測する時間(T
E)を脂肪の信号がある程度減衰するに充分な時間とす
ることにより、水分子の信号を選択的に計測することが
できる。
First, the spin is tilted by 90 degrees by applying the high-frequency pulse 101, but the phase becomes more prominent over time due to the nonuniformity of the magnetic field. If the 180-degree pulse 102 is applied after t time to invert the magnetization, the phases will be aligned after a further t time. Therefore 9
The echo signal can be observed 2t after the 0 degree pulse. The intensity of this echo signal, when attenuated with a constant T 2, the time constant T 2, i.e. transverse relaxation time is different from the proton nuclei of proton nuclei and the water molecules of the fat signal of fat attenuates faster than the other signal . Therefore, the time (T
By setting E) to a time sufficient for the fat signal to be attenuated to some extent, the water molecule signal can be selectively measured.

【0020】表1は、0.5Tの磁場強度における体内
組織の縦緩和T1値及び横緩和T2値を示したものであ
る。表からも分かるように脂肪プロトンの緩和時間は、
他組織のものより短い。
Table 1 shows the longitudinal relaxation T 1 value and the transverse relaxation T 2 value of the internal tissues at a magnetic field strength of 0.5T. As you can see from the table, the relaxation time of fatty protons is
Shorter than other organizations.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】また図3は、SE法における各組織の信号
強度の時間変化をグラフ化したものである。上述のよう
にそれぞれの組織はT2値で減衰するため、脂肪の信号
は他の信号より早く減衰し、約100msでは灰白質(水
分子と考えることができる)の約半分以下となる。従っ
て、図1のシーケンスにおいて信号計測までのエコー時
間TEを100ms前後にすれば脂肪組織からの信号を減
衰させて、水分子のプロトン原子核からの信号を計測す
ることができる。
FIG. 3 is a graph showing the temporal change in the signal intensity of each tissue in the SE method. As described above, since each tissue attenuates at the T 2 value, the fat signal decays faster than the other signals, and becomes about half or less of the gray matter (which can be considered as a water molecule) at about 100 ms. Therefore, in the sequence of FIG. 1, if the echo time TE up to signal measurement is set to about 100 ms, the signal from the fat tissue can be attenuated and the signal from the proton nucleus of the water molecule can be measured.

【0023】このように計測したエコー信号は、厳密に
は種々の化学シフト成分の合成された信号であり、A/
D変換後、1次元フーリエ変換されることにより周波数
分解される。得られた周波数スペクトルの最大値を求め
ることにより、水分子のプロトン原子核の共鳴周波数を
求めることができる。なお、以上の実施例において高周
波パルス101として90度パルスを用いたが、これよ
り小フリップ角のパルスを用いてもよい。
Strictly speaking, the echo signal measured in this manner is a signal in which various chemical shift components are combined, and A /
After D conversion, one-dimensional Fourier transform is performed for frequency decomposition. By obtaining the maximum value of the obtained frequency spectrum, the resonance frequency of the proton nucleus of the water molecule can be obtained. Although the 90-degree pulse is used as the high-frequency pulse 101 in the above embodiment, a pulse having a smaller flip angle may be used.

【0024】次に本発明の別の実施例である共鳴周波数
計測法を説明する。図2にこの実施例によるIR法のパ
ルスシーケンスを示す。このシーケンスでは、高周波パ
ルスとしてプロトン原子核のスピンの縦磁化を反転させ
る180度パルス401、励起したプロトン原子核の信
号をスピンエコー信号として計測するための90度パル
ス402及び180度パルス403が用いられ、SE法
と同様にこれら高周波パルスと同時に撮影対象を選択的
に励起するための傾斜磁場404が印加される。傾斜磁
場404は、対象によっては使う必要がない場合もあ
る。エコー信号405は、A/D変換区間406で計測
される。
Next, a resonance frequency measuring method which is another embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 shows a pulse sequence of the IR method according to this embodiment. In this sequence, a 180-degree pulse 401 for inverting the longitudinal magnetization of spins of proton nuclei is used as a high-frequency pulse, and a 90-degree pulse 402 and a 180-degree pulse 403 for measuring the excited proton nucleus signal as a spin echo signal are used. Similar to the SE method, a gradient magnetic field 404 for selectively exciting the imaging target is applied at the same time as these high frequency pulses. The gradient magnetic field 404 may not need to be used depending on the object. The echo signal 405 is measured in the A / D conversion section 406.

【0025】このシーケンスでは、反転パルス401か
ら90度パルス402までのインバージョン時間(T
I)を脂肪の信号がほぼ零になる時間にしている。即
ち、高周波パルス401を加えることによって反転した
縦磁化は、縦緩和によって時間の経過とともに回復し、
ゼロになる点を通って、元に戻る。この緩和の過程で高
周波パルス401の印加からt時間後に90度パルスを
印加し、更に180度パルスを印加することにより、縦
磁化の大きさをエコー信号405として測ることができ
る。ここでt時間後に縦磁化が丁度ゼロである場合に
は、信号は得られない。縦磁化がゼロとなる時間t
0は、縦緩和時間T1に依存し(t0=T1ln2)、表1
に示すように、脂肪のプロトンと水分子のプロトンでは
異なる。従って、脂肪について縦磁化がゼロとなる時間
0を、インバージョン時間(TI)とすることによ
り、脂肪の信号を零とし、水分子の信号を選択的に計測
できる。
In this sequence, the inversion time (T
I) is the time when the fat signal becomes almost zero. That is, the longitudinal magnetization reversed by applying the high frequency pulse 401 is recovered by the longitudinal relaxation over time,
Return to the original point through the zero point. In this relaxation process, a 90 degree pulse is applied t hours after the application of the high frequency pulse 401, and a 180 degree pulse is further applied, whereby the magnitude of longitudinal magnetization can be measured as an echo signal 405. Here, if the longitudinal magnetization is just zero after t hours, no signal is obtained. Time t when longitudinal magnetization becomes zero
0 depends on the longitudinal relaxation time T 1 (t 0 = T 1 ln2), and Table 1
As shown in, the protons of fat and the protons of water molecules are different. Therefore, by setting the time t 0 when the longitudinal magnetization of fat is zero to the inversion time (TI), the fat signal can be zero and the water molecule signal can be selectively measured.

【0026】図5は、IR法における各組織の信号強度
(磁場強度0.5T)の時間変化をグラフ化したもので
ある。それぞれの組織はT1値で回復するため、脂肪の
信号は他の組織の信号よりも早く回復し、約100msで
縦磁場がゼロとなる。従って磁場強度0.5Tの場合、
図4のシーケンスにおいてインバージョン時間TIを1
00ms前後にすれば、脂肪組織からの信号はほぼ消失し
ており、水分子のプロトン原子核からの信号のみを計測
することができる。尚、磁場強度が異なる場合には、イ
ンバージョン時間も異なる。
FIG. 5 is a graph showing the change over time in the signal intensity (magnetic field intensity 0.5 T) of each tissue in the IR method. Since each tissue recovers at the T 1 value, the fat signal recovers faster than the other tissue signals, and the longitudinal magnetic field becomes zero in about 100 ms. Therefore, when the magnetic field strength is 0.5T,
In the sequence of FIG. 4, the inversion time TI is set to 1
At around 00 ms, the signal from the adipose tissue has almost disappeared, and only the signal from the proton nucleus of the water molecule can be measured. When the magnetic field strength is different, the inversion time is also different.

【0027】このように計測したエコー信号は、SE法
の場合と同様、A/D変換後、1次元フーリエ変換され
ることにより周波数分解され、得られた周波数スペクト
ルの最大値を求めることにより、水分子のプロトン原子
核の共鳴周波数を求めることができる。以上、水分子の
プロトン原子核の共鳴周波数検索のためのシーケンスに
ついて説明したが、共鳴周波数は磁場強度によって異な
る他、患者、撮影部位によって影響を受けるので、この
シーケンスはMRI装置におけるイメージングの前段と
して実行するようにすることが好ましい。
The echo signal measured in this way is frequency-decomposed by one-dimensional Fourier transform after A / D conversion, as in the case of the SE method, and the maximum value of the obtained frequency spectrum is obtained. The resonance frequency of the proton nucleus of the water molecule can be obtained. The sequence for searching the resonance frequency of the proton nuclei of water molecules has been described above. However, the resonance frequency differs depending on the magnetic field strength and is affected by the patient and the imaging site. Therefore, this sequence is executed as a pre-stage of imaging in the MRI apparatus. It is preferable to do so.

【0028】図6に、撮影前に共鳴周波数検索を行うフ
ローチャートを示した。ここでは、撮影前に、例えば患
者、撮影部位を変えたとき(601)に、共鳴周波数検索
のためのシーケンス(602)が自動的または手動により
始まり、その後本来の撮影のシーケンス(603)が始ま
り、画像が表示される(604)。撮影のためのシーケン
スは、特に限定されないが、MTC法において、脂肪の
プロトン原子核のスピンを半選択的に励起するプリパル
スの周波数を、シーケンス(602)において予め求める
ことにより、効果的に脂肪信号を抑制し高コントラスト
の画像を得ることができる。
FIG. 6 shows a flowchart for performing resonance frequency search before photographing. Here, for example, when the patient or the imaging region is changed (601) before the imaging, the sequence (602) for the resonance frequency search starts automatically or manually, and then the original imaging sequence (603) starts. , An image is displayed (604). The sequence for imaging is not particularly limited, but in the MTC method, the frequency of the pre-pulse that semi-selectively excites the spin of the proton nucleus of fat is semi-selectively determined in advance in the sequence (602) to effectively output the fat signal. It is possible to suppress and obtain a high-contrast image.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように本発明
のMRI装置における共鳴周波数計測方法によれば、対
象となる物質(水分子)以外のプロトン原子核の信号が
減衰した状態或いは消失した状態で、信号を計測するの
で、水分子の信号を選択的に計測し、共鳴周波数を正確
に求めることができる。
As is apparent from the above description, according to the resonance frequency measuring method in the MRI apparatus of the present invention, the signal of the proton nucleus other than the target substance (water molecule) is attenuated or disappeared. Since the signal is measured, the signal of the water molecule can be selectively measured and the resonance frequency can be accurately obtained.

【0030】また本発明のMRI装置によれば、共鳴周
波数計測のためのシーケンスをイメージングの前段に行
うことにより、水分子のプロトン原子核の共鳴周波数を
正確に照射しなければならない高周波パルス例えば脂肪
抑制パルス等を効果的に印加することができ、これによ
りS/Nのよい画像を得ることができる。
Further, according to the MRI apparatus of the present invention, the sequence for measuring the resonance frequency is performed before the imaging so that the resonance frequency of the proton nucleus of the water molecule must be accurately irradiated. For example, fat suppression. A pulse or the like can be effectively applied, and an image with good S / N can be obtained.

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

【図1】本発明による共鳴周波数計測方法の一実施例で
あるSE法のパルスシーケンスを示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a pulse sequence of an SE method which is an embodiment of a resonance frequency measuring method according to the present invention.

【図2】本発明が適用されるMRI装置の全体構成を示
すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of an MRI apparatus to which the present invention is applied.

【図3】各組織の縦緩和を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing vertical relaxation of each tissue.

【図4】本発明による共鳴周波数計測方法の別の実施例
であるIR法のパルスシーケンスを示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a pulse sequence of an IR method which is another embodiment of the resonance frequency measuring method according to the present invention.

【図5】各組織の横緩和を示すグラフ。FIG. 5 is a graph showing lateral relaxation of each tissue.

【図6】本発明を適用したイメージング方法を示すフロ
ーチャート図。
FIG. 6 is a flowchart showing an imaging method to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

202・・・・・・高周波磁場発生手段(励起システム) 203・・・・・・計測手段(受信システム) 204・・・・・・傾斜磁場発生手段(傾斜磁場発生システ
ム) 205・・・・・・信号処理手段(画像処理システム) 206・・・・・・シーケンサ(シーケンス制御システム)
202 ... High-frequency magnetic field generating means (excitation system) 203 ... Measuring means (reception system) 204 ... Gradient magnetic field generating means (gradient magnetic field generating system) 205. ..Signal processing means (image processing system) 206 ... Sequencer (sequence control system)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被検体内の特定組織を構成するプロトン原
子核スピンを核磁気共鳴により励起し、前記組織から発
生する磁気共鳴信号を用いて前記組織の画像を再構成す
る磁気共鳴イメージング装置において水分子のプロトン
原子核の共鳴周波数を計測する方法であって、 高周波パルスを印加しプロトン原子核スピンを励起し、
水分子のプロトン原子核からの信号と水分子以外のプロ
トン原子核からの信号との減衰速度の差を利用して前記
水分子のプロトン原子核からの磁気共鳴信号を選択的に
計測するために傾斜磁場の印加を繰返すシーケンスを行
ない、前記シーケンスから得られた磁気共鳴信号を1次
元フーリエ変換することにより、前記水分子のプロトン
原子核の共鳴周波数を求めることを特徴とする共鳴周波
数計測方法。
1. A magnetic resonance imaging apparatus for exciting a proton nuclear spin that constitutes a specific tissue in a subject by nuclear magnetic resonance and reconstructing an image of the tissue using a magnetic resonance signal generated from the tissue. A method of measuring the resonance frequency of proton nuclei of a molecule, in which a high-frequency pulse is applied to excite proton nucleus spins,
To selectively measure the magnetic resonance signal from the proton nucleus of the water molecule by utilizing the difference in the decay rate between the signal from the proton nucleus of the water molecule and the signal from the proton nucleus other than the water molecule, A resonance frequency measuring method characterized in that a resonance frequency of a proton nucleus of the water molecule is obtained by performing a sequence in which the application is repeated and performing a one-dimensional Fourier transform on a magnetic resonance signal obtained from the sequence.
【請求項2】前記磁気共鳴信号を計測するシーケンス
が、スピンエコー法であって、該シーケンスにおけるス
ピンの励起からエコー信号計測までのエコー時間が、前
記水分子以外のプロトン原子核からの信号が減衰するに
充分な時間であることを特徴とする請求項1記載の共鳴
周波数計測方法。
2. A sequence for measuring the magnetic resonance signal is a spin echo method, and an echo time from excitation of spins to measurement of an echo signal in the sequence attenuates a signal from a proton nucleus other than the water molecule. The resonance frequency measuring method according to claim 1, wherein the resonance frequency measuring time is sufficient.
【請求項3】前記磁気共鳴信号を計測するシーケンス
が、インバージョンリカバリー法であって、該シーケン
スにおける最初の高周波パルス印加から次の高周波パル
ス印加までのインバージョン時間が、前記水分子以外の
プロトン原子核からの信号が零になる時間に設定されて
いることを特徴とする請求項1記載の共鳴周波数計測方
法。
3. The sequence for measuring the magnetic resonance signal is an inversion recovery method, and the inversion time from the first high-frequency pulse application to the next high-frequency pulse application in the sequence has a The resonance frequency measuring method according to claim 1, wherein the time from which the signal from the atomic nucleus becomes zero is set.
【請求項4】体内の特定部位のスピンを励起させる高周
波磁場発生手段と、前記励起したスピンに位相変化を与
える位相エンコード傾斜磁場を印加する傾斜磁場発生手
段と、傾斜磁場を印加しながらエコー信号を計測する計
測手段と、前記励起からエコー信号計測までの手順を制
御するシーケンサと、前記エコー信号を用いて画像を再
構成する信号処理手段を持つ磁気共鳴イメージング装置
において、 前記シーケンサは、水分子のプロトン原子核の共鳴周波
数を計測するシーケンスを備え、該シーケンスは、水分
子のプロトン原子核からの信号と水分子以外のプロトン
原子核からの信号と減衰速度の差を利用して前記水分子
のプロトン原子核からの磁気共鳴信号を選択的に計測
し、前記信号処理手段は、該シーケンスにより得られた
磁気共鳴信号を1次元フーリエ変換することにより、前
記水分子のプロトン原子核の共鳴周波数を求めることを
特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
4. A high-frequency magnetic field generating means for exciting spins at a specific site in the body, a gradient magnetic field generating means for applying a phase-encoding gradient magnetic field that gives a phase change to the excited spins, and an echo signal while applying a gradient magnetic field. In a magnetic resonance imaging apparatus having a measuring means for measuring, a sequencer for controlling the procedure from the excitation to the echo signal measurement, and a signal processing means for reconstructing an image using the echo signal, the sequencer is a water molecule. A sequence for measuring the resonance frequency of the proton nuclei of the water molecule, wherein the sequence utilizes the difference between the signal from the proton nucleus of the water molecule and the signal from the proton nucleus other than the water molecule and the decay rate The magnetic resonance signal from the magnetic resonance signal obtained by the sequence is selectively measured. A magnetic resonance imaging apparatus, wherein the resonance frequency of the proton nuclei of the water molecule is obtained by performing a one-dimensional Fourier transform on the signal.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011059543A1 (en) * 2009-11-10 2011-05-19 The Johns Hopkins University Magnetic resonance imaging and spectroscopy of low concentration solutes with exchangeable protons using label transfer modules: frequency transfer, inversion transfer, and dephasing transfer
WO2012053362A1 (en) * 2010-10-19 2012-04-26 株式会社 東芝 Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method
JP2014046208A (en) * 2012-08-29 2014-03-17 Toshiba Corp Magnetic resonance imaging apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011059543A1 (en) * 2009-11-10 2011-05-19 The Johns Hopkins University Magnetic resonance imaging and spectroscopy of low concentration solutes with exchangeable protons using label transfer modules: frequency transfer, inversion transfer, and dephasing transfer
US9140769B2 (en) 2009-11-10 2015-09-22 The Johns Hopkins University Magnetic resonance imaging and spectroscopy of low concentration solutes with exchangeable protons using label transfer modules: frequency transfer, inversion transfer, and dephasing transfer
WO2012053362A1 (en) * 2010-10-19 2012-04-26 株式会社 東芝 Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method
JP2012105960A (en) * 2010-10-19 2012-06-07 Toshiba Corp Magnetic resonance imaging apparatus
US9662037B2 (en) 2010-10-19 2017-05-30 Toshiba Medical Systems Corporation Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method
JP2014046208A (en) * 2012-08-29 2014-03-17 Toshiba Corp Magnetic resonance imaging apparatus

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