JPH0795971A - Mr imaging apparatus - Google Patents
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- JPH0795971A JPH0795971A JP5269891A JP26989193A JPH0795971A JP H0795971 A JPH0795971 A JP H0795971A JP 5269891 A JP5269891 A JP 5269891A JP 26989193 A JP26989193 A JP 26989193A JP H0795971 A JPH0795971 A JP H0795971A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、NMR(核磁気共
鳴)現象を利用してイメージングを行うMR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 an MR imaging apparatus for performing imaging by utilizing the NMR (nuclear magnetic resonance) phenomenon.
【0002】[0002]
【従来の技術】MRイメージング装置では、RFパルス
のキャリア周波数の中心周波数を、被検体に対する撮像
シーケンスを開始する前に調整する必要がある。RFパ
ルスのキャリア周波数は共鳴周波数とする必要があるか
らであるが、この共鳴周波数は被検体、そこでの検査対
象とする物質(水、脂肪等)及び磁場の強度によって変
わるものであるからである。そこで、従来では、実際に
被検体に対する撮像シーケンスに先立って調整用パルス
シーケンスを行なう。この調整用パルスシーケンスはス
ピンエコー法によるもので、実際に測定を行なうMRイ
メージング装置に対して被検体を配置した上で、この調
整用パルスシーケンスを1回の繰り返し時間で走らせ
る。そして収集されたデータをフーリエ変換して画像モ
ニター装置の画面に1ラインのデータとして表示し、操
作者が、この表示データ上で中心周波数を合わせたい物
質の信号点を推定し、この推定された点の周波数を中心
周波数として設定する。2. Description of the Related Art In an MR imaging apparatus, it is necessary to adjust the center frequency of the carrier frequency of an RF pulse before starting an imaging sequence for a subject. This is because the carrier frequency of the RF pulse needs to be a resonance frequency, and this resonance frequency changes depending on the subject, the substance (water, fat, etc.) to be examined there, and the strength of the magnetic field. . Therefore, conventionally, the adjustment pulse sequence is actually performed prior to the imaging sequence for the subject. This adjustment pulse sequence is based on the spin echo method, and the subject is placed with respect to the MR imaging apparatus that actually performs the measurement, and then this adjustment pulse sequence is run with one repetition time. Then, the collected data is Fourier-transformed and displayed on the screen of the image monitor device as one line of data, and the operator estimates the signal point of the substance whose center frequency is to be matched on this display data. Set the point frequency as the center frequency.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように画像モニター装置の画面上に1ラインのデータを
表示し、これを操作者が観察して信号点を推定するとい
うのでは、所望の物質のピーク点を検索し難い事態がし
ばしば生じるという問題がある。また、DCオフセット
成分も測定データに含まれてくるので、本来の検索した
い物質のピークが検出しにくくなり、結果として中心周
波数を最適なものに調整することが容易にできないこと
も問題である。さらに、実際には1回の測定では済まな
い場合も多く、数回の撮像を行なって微調整を行なわざ
るを得ず、そのため時間効率が悪いものとなっている。However, if one line of data is displayed on the screen of the image monitor and the operator observes the data to estimate the signal point as in the prior art, it is not possible to obtain a desired substance. There is a problem that it is often difficult to find the peak point of. Further, since the DC offset component is also included in the measurement data, it is difficult to detect the original peak of the substance to be searched, and as a result, it is difficult to adjust the center frequency to the optimum one. Furthermore, in many cases, one measurement is not enough in practice, and there is no choice but to perform image pickup several times to perform fine adjustment, resulting in poor time efficiency.
【0004】この発明は、上記に鑑み、所望の物質に合
わせた中心周波数の調整が容易に行なえるように改善し
たMRイメージング装置を提供することを目的とする。In view of the above, an object of the present invention is to provide an MR imaging apparatus improved so that the center frequency can be easily adjusted according to a desired substance.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるMRイメージング装置においては、
撮像用パルスシーケンスに先立って行なう調整用パルス
シーケンスとして、180°パルス−90°パルス−1
80°パルスのパルス系列を用いる反転回復法によるパ
ルスシーケンスを採用し、その最初の180°パルスか
ら90°パルスまでの時間を、所望の物質以外の物質か
らの信号が小さくなるような時間に定めることが特徴と
なっている。In order to achieve the above object, in the MR imaging apparatus according to the present invention,
As the adjustment pulse sequence performed prior to the imaging pulse sequence, 180 ° pulse −90 ° pulse−1
The pulse sequence by the inversion recovery method using the pulse sequence of 80 ° pulse is adopted, and the time from the first 180 ° pulse to 90 ° pulse is set to the time such that the signal from the substance other than the desired substance becomes small. It is a feature.
【0006】[0006]
【作用】180°パルス−90°パルス−180°パル
スのパルス系列を用いた反転回復法によるパルスシーケ
ンスでは、最初の180°パルスで反転させられたスピ
ン系が回復してくる状態を90°パルスで読み出すもの
であるため、そこで得られる信号強度は、その最初の1
80°パルスから90°パルスまでの時間に応じて変化
する。そして、脂肪や水などの回復時間の異なる物質で
は、それに応じて信号強度の変化特性も変化する。その
ため、最初の180°パルスから90°パルスまでの時
間を調整することにより、所望の物質の信号強度を強調
し、それ以外の物質の信号強度を抑圧することが可能で
ある。これにより所望の物質からの信号強度を強調して
データを収集することができ、このデータにはその物質
以外の物質からの信号が抑圧されているため、このデー
タをフーリエ変換して得た周波数スペクトルのピークは
所望の物質からの信号成分に対応したものとなり、所望
の物質からの信号成分に対応したピークを検出すること
が容易になり、自動的にその物質についての共鳴周波数
の算出を正確に行なうことができ、中心周波数の自動調
整が可能となる。In the pulse sequence by the inversion recovery method using the pulse sequence of 180 ° pulse-90 ° pulse-180 ° pulse, the spin system inverted by the first 180 ° pulse recovers from the 90 ° pulse. The signal strength obtained there is the first 1
It changes according to the time from the 80 ° pulse to the 90 ° pulse. Then, in substances such as fat and water having different recovery times, the change characteristics of the signal intensity also change accordingly. Therefore, by adjusting the time from the first 180 ° pulse to the 90 ° pulse, it is possible to emphasize the signal intensity of the desired substance and suppress the signal intensity of the other substances. This makes it possible to collect data by emphasizing the signal strength from the desired substance, and because signals from substances other than that substance are suppressed in this data, the frequency obtained by Fourier transforming this data The peak of the spectrum corresponds to the signal component from the desired substance, making it easier to detect the peak corresponding to the signal component from the desired substance, and automatically calculating the resonance frequency for that substance accurately. The center frequency can be automatically adjusted.
【0007】[0007]
【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。この発明の一実施
例にかかるMRイメージング装置は図1に示すように構
成されている。この図1において、マグネットアセンブ
リ11には、静磁場を発生するための主マグネットと、
この静磁場に重畳する傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイ
ルが含まれる。傾斜磁場は、傾斜磁場コイルにより、
X、Y、Zの3軸方向に磁場強度がそれぞれ傾斜するも
のとして発生させられる。これら3軸方向の傾斜磁場の
1つを選択し、あるいはそれらを組み合わせて、後述の
スライス選択用傾斜磁場、読み出し(及び周波数エンコ
ード)用傾斜磁場、位相エンコード用傾斜磁場とされ
る。ここでは後述のようにZ方向の傾斜磁場Gzをスラ
イス選択用傾斜磁場とし、X方向の傾斜磁場Gxを読み
出し用傾斜磁場、Y方向の傾斜磁場Gyを位相エンコー
ド用傾斜磁場としている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. An MR imaging apparatus according to an embodiment of the present invention is constructed as shown in FIG. In FIG. 1, the magnet assembly 11 includes a main magnet for generating a static magnetic field,
A gradient magnetic field coil that generates a gradient magnetic field that is superimposed on the static magnetic field is included. The gradient magnetic field is generated by the gradient magnetic field coil.
It is generated as the magnetic field strength is inclined in the directions of the three axes of X, Y, and Z. One of the gradient magnetic fields in the three-axis directions is selected, or a combination thereof is used as a gradient magnetic field for slice selection, a gradient magnetic field for reading (and frequency encoding), and a gradient magnetic field for phase encoding, which will be described later. Here, as described later, the gradient magnetic field Gz in the Z direction is used as a slice selection gradient magnetic field, the gradient magnetic field Gx in the X direction is used as a read gradient magnetic field, and the gradient magnetic field Gy in the Y direction is used as a phase encoding gradient magnetic field.
【0008】この静磁場及び傾斜磁場が加えられる空間
には図示しない被検体が配置される。この被検体には、
励起RFパルスを被検体に照射するとともにこの被検体
で発生したNMR信号を受信するためのRFコイル12
が取り付けられている。An object (not shown) is placed in the space to which the static magnetic field and the gradient magnetic field are applied. For this subject,
An RF coil 12 for irradiating a subject with an excitation RF pulse and receiving an NMR signal generated in the subject.
Is attached.
【0009】マグネットアセンブリ11の傾斜磁場コイ
ルに加えられる傾斜磁場用電流は磁場制御回路21によ
って制御され、所定の波形のパルスとされた各傾斜磁場
Gz、Gy、Gxが発生するようにされる。RF発振回
路31からのRF信号は位相シフタ32を通り振幅変調
回路33に送られる。この振幅変調回路33では、RF
発振回路31からのRF信号をキャリアとしてシーケン
スコントローラ52から送られる波形に基づく振幅変調
が行なわれる。そして、振幅変調後のRF信号はRF電
力増幅器34を経てRFコイル12に加えられる。各傾
斜磁場の波形及び振幅変調波形ないしこれらのタイミン
グはシーケンスコントローラ52により定められる。す
なわち、シーケンスコントローラ52は、これらの波形
及びシーケンスを記憶しており、コンピュータ51で所
望のシーケンスが指定されるとそれに基づいて磁場制御
回路21や振幅変調回路33等を制御してそのパルスシ
ーケンスが実行されるようにする。The gradient magnetic field current applied to the gradient magnetic field coil of the magnet assembly 11 is controlled by the magnetic field control circuit 21 so as to generate the gradient magnetic fields Gz, Gy, and Gx each having a pulse of a predetermined waveform. The RF signal from the RF oscillation circuit 31 is sent to the amplitude modulation circuit 33 through the phase shifter 32. In the amplitude modulation circuit 33, the RF
Amplitude modulation is performed based on the waveform sent from the sequence controller 52 using the RF signal from the oscillation circuit 31 as a carrier. Then, the RF signal after amplitude modulation is applied to the RF coil 12 via the RF power amplifier 34. The waveform of each gradient magnetic field and the amplitude modulation waveform or their timings are determined by the sequence controller 52. That is, the sequence controller 52 stores these waveforms and sequences, and when a desired sequence is designated by the computer 51, the magnetic field control circuit 21, the amplitude modulation circuit 33, and the like are controlled on the basis of the desired sequence so that the pulse sequence is changed. To be executed.
【0010】このパルスシーケンスにおいて被検体から
エコー信号が発生させられる。このエコー信号はRFコ
イル12によって受信され、前置増幅器41を経て位相
検波回路42に送られて位相検波される。この位相検波
のためのリファレンス信号として上記のRF発振回路3
1からのRF信号が送られている。位相検波によって得
られた信号は、シーケンスコントローラ52によって制
御されたA/D変換器43により所定のサンプリングタ
イミングでサンプルされ、デジタルデータに変換され
る。このデータはコンピュータ51に取り込まれる。コ
ンピュータ51は、収集したデジタルデータから画像を
再構成する処理などを行なうとともに、シーケンスコン
トローラ52を制御する。In this pulse sequence, an echo signal is generated from the subject. This echo signal is received by the RF coil 12, is sent to the phase detection circuit 42 via the preamplifier 41, and is subjected to phase detection. The RF oscillation circuit 3 is used as a reference signal for this phase detection.
The RF signal from 1 is being sent. The signal obtained by the phase detection is sampled at a predetermined sampling timing by the A / D converter 43 controlled by the sequence controller 52 and converted into digital data. This data is taken into the computer 51. The computer 51 controls the sequence controller 52 while performing processing such as reconstructing an image from the collected digital data.
【0011】撮像用パルスシーケンスとしてはスピンエ
コー法や、飽和回復法あるいは反転回復法などに基づく
ものを行なうことができ、これらがシーケンスコントロ
ーラ52に記憶されている。またシーケンスコントロー
ラ52には、反転回復法による調整用パルスシーケンス
が記憶されていて、上記の撮像用パルスシーケンスを実
行して実際の被検体についての撮像を行なうことに先立
って、この調整用パルスシーケンスが行なわれるように
なっている。The imaging pulse sequence may be based on the spin echo method, the saturation recovery method, the inversion recovery method, or the like, and these are stored in the sequence controller 52. Further, the sequence controller 52 stores an adjustment pulse sequence by the inversion recovery method, and prior to executing the above-mentioned imaging pulse sequence to perform actual imaging of the subject, this adjustment pulse sequence is stored. Is being carried out.
【0012】すなわち、この調整用パルスシーケンスは
図2に示すように180°パルス−90°パルス−18
0°パルスのパルス系列を用いる反転回復法によるもの
で、まず180°パルスをスライス選択用傾斜磁場Gx
のパルスとともに印加して、所望のスライスについてス
ピン系を反転させ、つぎに90°パルスを、その後18
0°パルスを、スライス選択用傾斜磁場Gxのパルスと
ともに順次加えてエコー信号を発生させる。位相エンコ
ード用傾斜磁場Gy及び読み出し用傾斜磁場Gxは印加
しない。このエコー信号をサンプリングしてA/D変換
しデータを収集する。That is, this adjusting pulse sequence is, as shown in FIG. 2, 180 ° pulse-90 ° pulse-18.
According to the inversion recovery method using a pulse sequence of 0 ° pulse, a 180 ° pulse is first used as a gradient magnetic field Gx for slice selection.
Pulse to invert the spin system for the desired slice, followed by a 90 ° pulse followed by 18 pulses.
The 0 ° pulse is sequentially applied together with the pulse of the slice selection gradient magnetic field Gx to generate an echo signal. The phase encoding gradient magnetic field Gy and the readout gradient magnetic field Gx are not applied. This echo signal is sampled and A / D converted to collect data.
【0013】これを、90°パルスのキャリアの位相
を、位相シフタ32で反転させて偶数回繰り返し、得ら
れた偶数ラインのデータを加算する。加算後のデータは
フーリエ変換され、図4のような周波数スペクトルとさ
れる。The phase of the carrier of the 90 ° pulse is inverted by the phase shifter 32 and is repeated an even number of times, and the obtained even line data is added. The data after the addition is Fourier transformed to obtain a frequency spectrum as shown in FIG.
【0014】ここで、人体が被検体の場合、その水成分
と脂肪成分とでは回復時間が異なるため、最初の180
°パルスと90°パルスとの間の時間TIを調整する。
すなわち、この反転回復法は180°パルスで反転した
スピン系の回復状態を90°パルスで読み出すものであ
るため、時間TIを変化させると、図3に示すように信
号強度が変化する。そして、水と脂肪とでは回復時間が
異なるので、水からの信号に関してはカーブAのように
なり、脂肪からの信号についてはカーブBのようになる
(なお点線は信号強度の絶対値を表わす)。そこで、水
に合わせて中心周波数を調整する場合は時間TIをTI
fとし脂肪からの信号を抑え、脂肪に合わせて中心周波
数を調整する場合は時間TIをTIwとして水からの信
号を抑える。In the case where the human body is the subject, the recovery time differs between the water component and the fat component, so the first 180
Adjust the time TI between the ° and 90 ° pulses.
That is, in this inversion recovery method, the recovery state of the spin system inverted by the 180 ° pulse is read out by the 90 ° pulse. Therefore, when the time TI is changed, the signal intensity changes as shown in FIG. Since the recovery time is different between water and fat, the signal from water becomes like curve A, and the signal from fat becomes like curve B (the dotted line represents the absolute value of the signal intensity). . Therefore, when adjusting the center frequency according to the water, set the time TI to TI.
When the signal from fat is suppressed to f and the center frequency is adjusted according to fat, time TI is set to TIw to suppress the signal from water.
【0015】このように時間TIが設定された反転回復
法による調整用パルスシーケンスでデータを得る場合、
そのデータでは、中心周波数を合わせたい物質以外の物
質からの信号成分が抑圧されることになるので、これを
フーリエ変換して周波数スペクトルを求めると、図4の
ようになり、中心周波数を合わせたい物質のピークPが
明確に現われる。また、上記のようにパルスシーケンス
を偶数回繰り返し、その奇数番目と偶数番目とで90°
パルスの位相を反転し、得られたデータを加算している
ため、データに含まれるDC成分は互いに相殺されて除
去され、DC成分の影響がない。When data is obtained by the adjustment pulse sequence by the inversion recovery method in which the time TI is set as described above,
In that data, signal components from substances other than the substance whose center frequency is desired to be suppressed are suppressed. Therefore, when Fourier transforming this is performed to obtain the frequency spectrum, it becomes as shown in FIG. 4, and it is desired to adjust the center frequency. The peak P of the substance appears clearly. Further, as described above, the pulse sequence is repeated an even number of times, and 90 ° between the odd number and the even number.
Since the phases of the pulses are inverted and the obtained data is added, the DC components included in the data are canceled by each other and removed, and there is no influence of the DC component.
【0016】そこで、所望の物質に対応したピークは正
確且つ容易に検出し得ることとなり、撮像パラメータに
基づいて共鳴周波数を算出することができる。こうして
求めた周波数は自動的に中心周波数として設定される。
その後、被検体についての撮像パルスシーケンスを行な
えば、キャリアの中心周波数が測定対象とする物質の共
鳴周波数に調整されているため、その物質についての良
好な撮像が可能となる。また、パルスシーケンスの繰り
返し時間を最低2回繰り返すだけでデータ収集は終了す
るので、時間効率も向上する。Therefore, the peak corresponding to the desired substance can be detected accurately and easily, and the resonance frequency can be calculated based on the imaging parameter. The frequency thus obtained is automatically set as the center frequency.
After that, if the imaging pulse sequence for the subject is performed, the center frequency of the carrier is adjusted to the resonance frequency of the substance to be measured, so that excellent imaging of the substance can be performed. Further, since the data collection is completed by repeating the pulse sequence repetition time at least twice, the time efficiency is also improved.
【0017】なお、上記の実施例では90°パルスの位
相を反転させて偶数回の繰り返しを行なっているが、1
回の繰り返しのみでもDCオフセットを推定してDC成
分を除去することは可能であり、これにより最大点を求
めて周波数を算出することができる。In the above embodiment, the phase of the 90 ° pulse is inverted to repeat the even number of times.
It is possible to estimate the DC offset and remove the DC component only by repeating the number of times, whereby the frequency can be calculated by obtaining the maximum point.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明のMRイメージング装置によれば、被検体ごとに
所望の物質に合わせた中心周波数調整を自動的に行なう
ことができる。また、合わせようとする物質以外の物質
からの信号成分がデータに現われないことから、周波数
算出は正確にできる。さらに時間効率も向上する。As described in the above embodiments, according to the MR imaging apparatus of the present invention, it is possible to automatically adjust the center frequency in accordance with a desired substance for each subject. Further, since the signal component from the substance other than the substance to be matched does not appear in the data, the frequency can be calculated accurately. Further, time efficiency is also improved.
【図1】この発明の一実施例にかかるMRイメージング
装置のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of an MR imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】同実施例のパルスシーケンスを示すタイムチャ
ート。FIG. 2 is a time chart showing a pulse sequence of the same embodiment.
【図3】同実施例における信号強度を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing signal strength in the example.
【図4】同実施例における周波数スペクトルを示すグラ
フ。FIG. 4 is a graph showing a frequency spectrum in the example.
11 マグネットアセンブリ 12 RFコイル 21 磁場制御回路 31 RF発振回路 32 位相シフタ 33 振幅変調回路 34 RF電力増幅器 41 前置増幅器 42 位相検波回路 43 A/D変換器 51 コンピュータ 52 シーケンスコントローラ Reference Signs List 11 magnet assembly 12 RF coil 21 magnetic field control circuit 31 RF oscillation circuit 32 phase shifter 33 amplitude modulation circuit 34 RF power amplifier 41 preamplifier 42 phase detection circuit 43 A / D converter 51 computer 52 sequence controller
Claims (1)
ス選択用傾斜磁場パルスを印加する手段と、位相エンコ
ード用傾斜磁場パルスを印加する手段と、読み出し用傾
斜磁場パルスを印加する手段と、各エコー信号を受信
し、位相検波した後サンプリングしてA/D変換してデ
ータを収集する手段と、これら各手段を制御し、撮像用
パルスシーケンスを行なうとともに、この撮像用パルス
シーケンスに先立って、最初の180°パルスから90
°パルスまでの時間を、所望の物質以外の物質からの信
号が小さくなるような時間に定めた、180°パルス−
90°パルス−180°パルスのパルス系列を用いる反
転回復法による調整用パルスシーケンスを行なう制御手
段とを有することを特徴とするMRイメージング装置。1. A means for applying an excitation RF pulse, a means for applying a slice selection gradient magnetic field pulse, a means for applying a phase encoding gradient magnetic field pulse, a means for applying a readout gradient magnetic field pulse, and each echo. A means for receiving a signal, performing phase detection, then sampling, A / D converting, and collecting data, and a means for controlling each of these means to perform an imaging pulse sequence, and prior to this imaging pulse sequence, 90 from 180 ° pulse of
° 180 ° pulse-The time until the pulse is set to the time at which the signal from a substance other than the desired substance becomes small.
An MR imaging apparatus comprising: a control unit that performs an adjustment pulse sequence by an inversion recovery method using a pulse sequence of 90 ° pulse-180 ° pulse.
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---|---|---|---|
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