JPH08257005A - Collecting method for magnetic resonance signal, magnetic resonance imaging method and magnetic resonance imaging device - Google Patents

Collecting method for magnetic resonance signal, magnetic resonance imaging method and magnetic resonance imaging device

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JPH08257005A
JPH08257005A JP7061263A JP6126395A JPH08257005A JP H08257005 A JPH08257005 A JP H08257005A JP 7061263 A JP7061263 A JP 7061263A JP 6126395 A JP6126395 A JP 6126395A JP H08257005 A JPH08257005 A JP H08257005A
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pulse
frequency
collecting
pool
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Mitsue Miyazaki
美津恵 宮崎
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政利 塙
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Abstract

PURPOSE: To provide a collecting method for magnetic resonance signals, magnetic resonance imaging method and magnetic resonance imaging device having high S/N ratio 'reverse MTC effect' and by which a MR signal value with high atomic nuclear pool which contributes to imaging and utilizing of free water or the like can be obtained. CONSTITUTION: A designated atomic nuclear pool among at least two kinds of atomic nuclear pools in at least two kinds of atomic nuclear pools in a subject which have a conjugation relation by means of at least one of chemical transformation phenomenon and cross relaxation phenomenon is excited frequency-selectively by means of high frequency pulse having a frequency band width substantially coinciding with the band width one the frequency spectrum of this designated atomic nuclear pool, and a MR signal of the atomic pool which reflects at least one phenomenon is collected after this excitation.

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、磁気共鳴信号の収集方
法、磁気共鳴イメージング方法及び磁気共鳴イメージン
グ装置に係り、とくに「Reverse MTC (Magnetization T
ransferContrast) 効果」を利用した医療用に好適な信
号収集方法、イメージング方法及び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 signal acquisition method, a magnetic resonance imaging method and a magnetic resonance imaging apparatus, and more particularly to a "Reverse MTC (Magnetization T
The present invention relates to a signal acquisition method, an imaging method, and an imaging device suitable for medical use that utilize the “ransferContrast) effect”.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、磁気共鳴イメージングの一手法と
してMTC(Magnetization TransferContrast)効果を
利用して生体のMTC効果の有無による異なるコントラ
スト像を得るものが知られている。このイメージング法
の具体的な一例は米国特許公報第5、050、609号
("Magnetization Transfer Contrast and Proton Re-l
axation and Use Thereof In Magnetic Resonance Imag
ing", by Robert S.Balaban et al.) で開示されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as one method of magnetic resonance imaging, there has been known a method of utilizing an MTC (Magnetization Transfer Contrast) effect to obtain different contrast images depending on the presence or absence of the MTC effect of a living body. A specific example of this imaging method is disclosed in US Pat. No. 5,050,609 (“Magnetization Transfer Contrast and Proton Re-l”).
axation and Use Thereof In Magnetic Resonance Imag
ing ", by Robert S. Balaban et al.).

【0003】MTC効果は"Forsen &Hoffman"によるS
T(Saturation Transfer)法に端を発しており(Forsen
et al., Journal of Chemical Physics, vol.39(11),
pp.2892-2901(1963)」参照)、複数種の原子核プールと
しての例えば自由水と高分子間のプロトン同士の化学的
交換(chemical exchange)及び/又は交差緩和(cross
relaxation) に基づいている。
The MTC effect is S by "Forsen &Hoffman"
It originated in the T (Saturation Transfer) method (Forsen
et al., Journal of Chemical Physics, vol.39 (11),
pp.2892-2901 (1963) ”), for example, chemical exchange and / or cross relaxation (cross exchange) of protons between multiple species of nuclear pools such as free water and macromolecules.
relaxation).

【0004】自由水と高分子のプロトンのMR(Magnet
ic Resonance) 関係は、T2 緩和(横緩和)時間の長い
自由水(T2 =約100msec) とT2 緩和時間の短い高
分子(T2 =約0.1〜0.2msec) が同じ周波数に共
鳴している。図9(a)の左側コラムに自由水と高分子
の周波数スペクトラム上の関係を、同図(a)の右側コ
ラムに磁化の交換・緩和関係を各々示す(同図(b)
(c)についても同様)。自由水の信号値は、そのT2
緩和時間が長いことに因って、フーリエ変換後の信号値
は図示のように半値幅の狭い鋭いピークを示す。これに
対し、プロテイン等の高分子間で動きの制限された(re
stricted) プロトンの信号値は、T2 緩和時間が短いた
め、フーリエ変換後の信号値は半値幅が広く、スペクト
ラム上でピークとしては現れない。
MR (Magnet) of free water and polymer protons
ic Resonance) relationship shows that free water with a long T 2 relaxation (transverse relaxation) time (T 2 = about 100 msec) and a polymer with a short T 2 relaxation time (T 2 = about 0.1 to 0.2 msec) have the same frequency. Resonates with. The left-hand column of FIG. 9 (a) shows the frequency spectrum relationship between free water and the polymer, and the right-hand column of FIG. 9 (a) shows the exchange / relaxation relationship of magnetization (FIG. 9 (b)).
The same applies to (c)). The signal value of free water is T 2
Due to the long relaxation time, the signal value after the Fourier transform shows a sharp peak with a narrow half width as shown in the figure. On the other hand, movement is restricted between polymers such as proteins (re
The signal value of stricted proton has a wide half-value width after Fourier transform because the T 2 relaxation time is short, and does not appear as a peak on the spectrum.

【0005】従来のMTC効果を利用したイメージング
法では、自由水のピ−クを中心周波数と考えたとき、同
図(b)に示すように周波数選択的プリパルス(MTC
パルス)で自由水の共鳴周波数から例えば500Hzず
れた周波数を励起する(off-resonance 励起)。これに
より自由水の磁化Hfが高分子の磁化Hrに移動し、同
図(c)に示すように高分子のプロトンからのMR信号
値は低下するが、自由水のプロトンからのMR信号値は
それ以上の割合で低下する。したがって自由水と高分子
間の化学的交換及び/又は交差緩和が反映される部位と
そうでない部位とで信号値に差が生じるので、異なるコ
ントラスト像が得られ、生体などの病巣部と正常組織と
の識別などに使用できる。
In the conventional imaging method utilizing the MTC effect, when the peak of free water is considered to be the center frequency, a frequency selective prepulse (MTC) as shown in FIG.
Pulse) to excite a frequency deviated from the resonance frequency of free water by, for example, 500 Hz (off-resonance excitation). As a result, the magnetization Hf of free water is moved to the magnetization Hr of the polymer, and the MR signal value from the protons of the polymer decreases as shown in FIG. It will decrease at a higher rate. Therefore, since there is a difference in signal value between the site where chemical exchange and / or cross relaxation between free water and polymer is reflected and the site where it is not, different contrast images can be obtained, and lesions such as living body and normal tissues can be obtained. It can be used to identify

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
MTC効果は、off-resonance 励起によって自由水プロ
トンの磁化Hfを高分子プロトンの磁化Hrに移動さ
せ、自由水のMR信号値を下げる、いわば"negative"な
磁化移動に基礎を置いていた。この結果、S/N比が低
く、また画像コントラストの分解能の低さを受容せざる
を得なかった。
However, the conventional MTC effect is to move the magnetization Hf of free water protons to the magnetization Hr of polymer protons by off-resonance excitation to lower the MR signal value of free water, so to speak. It was based on "negative" magnetization transfer. As a result, the S / N ratio was low and the resolution of image contrast was low.

【0007】さらにMTCパルスを画像収集シーケンス
前に印加したり、加算平均法で画像を作成することも必
要になるので、どうしても全体の撮像時間が長くなる傾
向にあった。
Further, since it is necessary to apply the MTC pulse before the image acquisition sequence or to create an image by the addition averaging method, there is a tendency that the entire imaging time becomes long.

【0008】本発明は上述した状況に鑑みてなされたも
ので、とくに、自由水などの原子核プールのMR信号値
を上げることができる、"positive"なMTC効果を利用
した高S/N比のMR信号収集方法、磁気共鳴イメージ
ング方法及び磁気共鳴イメージング装置を提供すること
を、その目的とする。
The present invention has been made in view of the above situation, and in particular, it is possible to increase the MR signal value of a nuclear pool of free water or the like, which has a high S / N ratio utilizing the "positive" MTC effect. It is an object of the present invention to provide an MR signal acquisition method, a magnetic resonance imaging method, and a magnetic resonance imaging apparatus.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の磁気共鳴信号の収集方法は、化学的変換現
象及び交差緩和現象の内の少なくとも一方による結合関
係にある被検体内の少なくとも2種類の原子核プールの
磁気共鳴現象によるMR信号を収集するもので、前記少
なくとも2種類の原子核プールの内の指定された原子核
プールを、この指定原子核プールの周波数スペクトラム
上の帯域幅に実質的に合致した周波数帯域幅を有する高
周波パルスで周波数選択的に励起するステップと、この
励起後に、前記少なくとも一方の現象を反映させた前記
指定原子核プールのMR信号を収集するステップと、を
含む。
In order to achieve the above object, the method of collecting magnetic resonance signals according to the present invention provides at least the inside of a subject having a binding relationship due to at least one of a chemical conversion phenomenon and a cross relaxation phenomenon. An MR signal obtained by a magnetic resonance phenomenon of two types of nuclear pools is collected, and a designated nuclear pool among the at least two types of nuclear pools is substantially set to a bandwidth on a frequency spectrum of the designated nuclear pool. The method includes the steps of frequency-selectively exciting with a high-frequency pulse having a matched frequency bandwidth, and collecting the MR signal of the designated nucleus pool reflecting the at least one phenomenon after the excitation.

【0010】好適には、前記指定原子核プールは、横緩
和(T2 )時間がその他の前記原子核プールに比べて長
い原子核の集まりである。例えば、前記指定原子核プー
ルは前記被検体内の自由水のプロトンの集まりである。
また例えば、前記高周波パルスは原子核スピンのフリッ
プ角を90゜以上に倒す高周波パルスである。
Preferably, the designated pool of nuclei is a collection of nuclei having a longer transverse relaxation (T 2 ) time than the other pools of nuclei. For example, the designated nuclear pool is a collection of protons of free water in the subject.
Further, for example, the high-frequency pulse is a high-frequency pulse that tilts the nuclear spin flip angle to 90 ° or more.

【0011】さらに好適には、前記高周波パルスは90
゜パルスである。例えば前記90゜パルスは、磁気共鳴
イメージング法におけるグラディエントフィールドエコ
ー(FE)法、高速グラディエントフィールドエコー
(Fast FE)法、スピンエコー(SE)法、高速
スピンエコー(Fast SE)法、及びこれらのエコ
ー法を応用したエコープラナーイメージング(EPI)
法の内のいずれかのパスシーケンスの励起パルスであ
る。また例えば前記選択励起ステップ及び信号収集ステ
ップは、グラディエントフィールドエコー(FE)法、
高速グラディエントフィールドエコー(Fast F
E)法、スピンエコー(SE)法、高速スピンエコー
(Fast SE)法、及びこれらのエコー法を応用し
たエコープラナーイメージング(EPI)法の内のいず
れかのパルスシーケンスの中で実行される。
More preferably, the high frequency pulse is 90
° pulse. For example, the 90 ° pulse is a gradient field echo (FE) method, a fast gradient field echo (Fast FE) method, a spin echo (SE) method, a fast spin echo (Fast SE) method in magnetic resonance imaging, and echoes thereof. Echo Planar Imaging (EPI)
It is an excitation pulse of one of the pass sequences in the method. In addition, for example, the selective excitation step and the signal acquisition step include a gradient field echo (FE) method,
Fast Gradient Field Echo (Fast F
E) method, spin echo (SE) method, fast spin echo (Fast SE) method, and an echo planar imaging (EPI) method to which these echo methods are applied are executed in any pulse sequence.

【0012】さらに好適には、前記高周波パルスは18
0゜パルスである。例えば、前記180゜パルスは、磁
気共鳴イメージング法における反転回復(IR)法及び
高速反転回復(Fast IR:FLAIR)法の内の
いずれかのパルスシーケンスの反転パルスである。例え
ば、選択励起ステップ及び信号収集ステップは、磁気共
鳴イメージング法における反転回復(IR)法及び高速
反転回復(FastIR:FLAIR)法の内のいずれ
かのパルスシーケンスの中で実行される。
More preferably, the high frequency pulse is 18
It is a 0 ° pulse. For example, the 180 ° pulse is an inversion pulse of a pulse sequence of either the inversion recovery (IR) method or the fast inversion recovery (Fast IR: FLAIR) method in the magnetic resonance imaging method. For example, the selective excitation step and the signal acquisition step are performed in a pulse sequence of either inversion recovery (IR) method or fast inversion recovery (FastIR: FLAIR) method in magnetic resonance imaging.

【0013】さらに例えば、前記高周波パルスの帯域幅
は800Hz以下であることが望ましい。
Further, for example, the bandwidth of the high frequency pulse is preferably 800 Hz or less.

【0014】さらに例えば、前記選択励起ステップ及び
信号収集ステップは、NMRスペクトロスコピーにおけ
る飽和移転(ST)法のパルスシ−ケンスで実行され
る。
Further, for example, the selective excitation step and the signal acquisition step are executed by a pulse sequence of a saturation transfer (ST) method in NMR spectroscopy.

【0015】また本発明の磁気共鳴イメージング方法
は、化学的変換現象及び交差緩和現象の内の少なくとも
一方による結合関係にある被検体内の少なくとも2種類
の原子核プールの磁気共鳴現象によるMR信号を収集す
るもので、前記少なくとも2種類の原子核プールの内の
指定された原子核プールを、この指定原子核プールの周
波数スペクトラム上の帯域幅に実質的に合致した周波数
帯域幅を有する第1の高周波パルスで周波数選択的に励
起する第1のステップと、この第1のステップ後に、前
記少なくとも一方の現象を反映させた前記指定原子核プ
ールのMR信号を収集する第2のステップと、前記少な
くとも2種類の原子核プールを、前記指定原子核プール
の周波数スペクトラム上の帯域幅よりも広い周波数帯域
幅を有する第2の高周波パルスで周波数選択的に励起す
る第3のステップと、この第3の励起のステップ後に、
前記少なくとも一方の現象を反映させた前記指定原子核
プールのMR信号を収集する第4のステップと、前記第
2及び第4のステップにより収集されたMR信号に基づ
いて各励起毎のコントラスト像を形成する第5のステッ
プと、を含む。
Further, the magnetic resonance imaging method of the present invention collects MR signals due to the magnetic resonance phenomenon of at least two kinds of nuclear pools in the subject having a binding relationship due to at least one of the chemical conversion phenomenon and the cross relaxation phenomenon. Frequency of a designated nuclear pool of the at least two types of nuclear pools with a first high frequency pulse having a frequency bandwidth substantially matching the bandwidth on the frequency spectrum of the designated nuclear pool. A first step of selectively exciting, a second step of collecting the MR signal of the designated nucleus pool reflecting the at least one phenomenon after the first step, and the at least two kinds of nucleus pools Is a second high bandwidth having a frequency bandwidth wider than the bandwidth on the frequency spectrum of the designated nuclear pool. A third step of selectively exciting frequency wave pulse, after the step of the third excitation,
A fourth step of collecting MR signals of the designated nucleus pool reflecting the at least one phenomenon, and forming a contrast image for each excitation based on the MR signals collected by the second and fourth steps And a fifth step of performing.

【0016】さらに本発明の磁気共鳴イメージング装置
は、化学的変換現象及び交差緩和現象の内の少なくとも
一方による結合関係にある被検体内の少なくとも2種類
の原子核プールの内、指定された一種類の原子核プール
の磁気共鳴現象によるMR信号を収集するもので、前記
指定原子核プールを、この指定原子核プールの周波数ス
ペクトラム上の帯域幅に実質的に合致した周波数帯域幅
を有する高周波パルスで周波数選択的に励起する手段
と、この励起後に、前記少なくとも一方の現象を反映さ
せた前記指定原子核プールのMR信号を収集する手段
と、を有する。
Furthermore, the magnetic resonance imaging apparatus of the present invention comprises a designated one of the at least two kinds of nuclear pools in the subject having a binding relationship due to at least one of the chemical conversion phenomenon and the cross relaxation phenomenon. An MR signal by a magnetic resonance phenomenon of a nuclear pool is collected, and the designated nuclear pool is frequency-selectively selected by a high-frequency pulse having a frequency bandwidth substantially matching the bandwidth on the frequency spectrum of the designated nuclear pool. And a means for collecting the MR signal of the designated nucleus pool reflecting the at least one phenomenon after the excitation.

【0017】[0017]

【作用】本発明の信号収集方法、イメージング装置で
は、狭帯域、すなわち指定された原子核プール(例えば
自由水のプロトン)の周波数帯域とほぼ同じ帯域幅に設
定された高周波パルスを使って周波数選択的に励起され
る。この励起によってこの原子核プールと化学的結合関
係(化学的交換及び/又は交差緩和)にある他の原子核
プール(例えば高分子のプロトン)の磁化スピンは殆ど
(極力)飽和されないが、指定原子核プールの磁化スピ
ンは充分に飽和される。このため、この狭帯域選択励起
パルス(帯域幅は例えば800Hz)による励起後、上
記他の原子核プールの磁化が化学的交換及び/又は交差
緩和に拠って指定原子核プールの磁化に移動し、例え
ば、横緩和(T2 )時間の長い自由水などの原子核プー
ルのMR信号値が上がる。したがって、指定された原子
核プールのMR信号のS/N比が上がる。
In the signal collecting method and the imaging apparatus of the present invention, frequency selective using a high frequency pulse set to a narrow band, that is, a bandwidth substantially the same as the frequency band of a designated nucleus pool (for example, protons of free water). Be excited by. This excitation hardly saturates (as much as possible) the magnetization spins of other nuclear pools (for example, polymer protons) that are in a chemical bond relationship (chemical exchange and / or cross relaxation) with this nuclear pool. The magnetized spins are fully saturated. Therefore, after excitation by this narrow band selective excitation pulse (bandwidth is 800 Hz, for example), the magnetization of the other nuclear pool moves to the magnetization of the designated nuclear pool due to chemical exchange and / or cross relaxation, and, for example, The MR signal value of a nuclear pool such as free water having a long transverse relaxation (T 2 ) time increases. Therefore, the S / N ratio of the MR signal of the designated nucleus pool is increased.

【0018】このように本発明のMTC効果は、自由水
のプロトンなど、指定原子核プールのMR信号値を上げ
るように作用するので、従来のMR信号値を下げる、"n
ega-tive" なMTC効果に対して、"positive"なMTC
効果と位置付けることができ、この"positive"なMTC
効果を本発明者は"Reverse MTC効果" と呼ぶことにす
る。
As described above, the MTC effect of the present invention acts to increase the MR signal value of the designated nucleus pool such as protons of free water, so that the conventional MR signal value is decreased by "n".
The "positive" MTC against the "ega-tive" MTC effect
This "positive" MTC can be positioned as an effect
The effect will be referred to as "Reverse MTC effect" by the inventor.

【0019】この"Reverse MTC効果" を使って磁気共鳴
イメージングやST法によるスペクトロスコピーを行う
と、上記MR信号値の増大によって、コントラスト像の
分解能を上げることができ、またスペクトロスコピーの
分析能を向上させることができる。
When magnetic resonance imaging or spectroscopy by the ST method is performed using the "Reverse MTC effect", the resolution of the contrast image can be increased by the increase of the MR signal value and the analysis capability of the spectroscopy can be improved. Can be improved.

【0020】[0020]

【実施例】以下、この発明の第1実施例を、図1〜図7
を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
Will be described with reference to.

【0021】この実施例にかかる磁気共鳴イメージング
装置の概略構成を図1に示す。この磁気共鳴イメージン
グ装置は、静磁場発生用の磁石部と、静磁場に位置情報
を付加するための傾斜磁場部と、MR信号受信用の送受
信部と、システムコントロール及び画像再構成を担う制
御・演算部とを備えている。
A schematic configuration of the magnetic resonance imaging apparatus according to this embodiment is shown in FIG. This magnetic resonance imaging apparatus includes a magnet unit for generating a static magnetic field, a gradient magnetic field unit for adding position information to the static magnetic field, a transceiver unit for receiving an MR signal, a system control unit, and a control unit responsible for image reconstruction. And a calculation unit.

【0022】磁石部は、例えば超電導方式の磁石1と、
この磁石1に電流を供給する静磁場電源2とを備え、被
検体Pが遊挿される円筒状の開口部のZ軸方向に静磁場
0を発生させる。なお、この磁石部には、一次のシミ
ング用のシムコイル14が設けられ、このシムコイル1
4に供給する電流を調整することで、シミングが行える
ようになっている。
The magnet section includes, for example, a superconducting magnet 1.
A static magnetic field power supply 2 for supplying a current to the magnet 1 is provided, and a static magnetic field H 0 is generated in the Z-axis direction of the cylindrical opening into which the subject P is loosely inserted. The magnet portion is provided with a shim coil 14 for primary shimming.
Shimming can be performed by adjusting the current supplied to No. 4.

【0023】傾斜磁場部は、磁石1に組み込まれたX、
Y、Z軸方向の3組の傾斜磁場コイル3x〜3zと、こ
の傾斜磁場コイル3x〜3zに電流を供給する傾斜磁場
電源4と、この電源4を制御するためのシーケンサ5内
の傾斜磁場シーケンサ5aとを備える。この傾斜磁場シ
ーケンサ5aはコンピュータを備え、装置全体のコント
ローラ6(コンピュータを搭載)からFE法、SE法、
高速FE法、高速SE法などに係る収集パルスシーケン
スを指令する信号を受ける。これにより、傾斜磁場シ−
ケンサ5aは、指令されたパルスシーケンスにしたがっ
てX、Y、Z軸方向の各傾斜磁場の印加及びその強度を
制御し、それらの傾斜磁場が静磁場H0に重畳可能にな
っている。この実施例では、互いに直交する3軸の内の
Z軸方向の傾斜磁場をスライス用傾斜磁場GS とし、X
軸方向のそれを読出し用傾斜磁場GR とし、さらにY軸
方向のそれを位相エンコ−ド用傾斜磁場GE とする。
The gradient magnetic field section is composed of X, which is incorporated in the magnet 1.
Three sets of gradient magnetic field coils 3x to 3z in the Y- and Z-axis directions, a gradient magnetic field power source 4 for supplying a current to the gradient magnetic field coils 3x to 3z, and a gradient magnetic field sequencer in a sequencer 5 for controlling the power source 4. 5a and. This gradient magnetic field sequencer 5a is provided with a computer, and the controller 6 (equipped with a computer) of the entire apparatus is used to execute the FE method, SE method,
A signal for instructing a collection pulse sequence related to the high speed FE method, the high speed SE method, etc. is received. This allows the gradient magnetic field
The sensor 5a controls the application and strength of each gradient magnetic field in the X, Y, and Z axis directions according to the commanded pulse sequence, and these gradient magnetic fields can be superimposed on the static magnetic field H 0 . In this embodiment, a gradient magnetic field in the Z-axis direction out of the three axes orthogonal to each other is defined as a slice gradient magnetic field G S, and X
The axial magnetic field G R is used as a read gradient magnetic field G R , and the Y axial direction magnetic field is used as a phase encoding gradient magnetic field G E.

【0024】送受信部は、磁石1内の撮影空間にて被検
体Pの近傍に配設される高周波コイル7と、このコイル
7に接続された送信機8T及び受信機8Rと、この送信
機8T及び受信機8Rの動作を制御するためのシ−ケン
サ5内のRFシーケンサ5b(コンピュータを搭載)と
を備える。この送信機8T及び受信機8Rは、RFシー
ケンサ5bの制御のもと、核磁気共鳴(NMR)を励起
させるためのプリパルスやラーモア周波数のRF電流パ
ルスを高周波コイル7に供給する一方、高周波コイル7
が受信したMR信号(高周波信号)を受信し、各種の信
号処理を施して、対応するデジタル信号を形成するよう
になっている。
The transmission / reception unit includes a high-frequency coil 7 arranged near the subject P in the imaging space inside the magnet 1, a transmitter 8T and a receiver 8R connected to the coil 7, and a transmitter 8T. And an RF sequencer 5b (equipped with a computer) in the sequencer 5 for controlling the operation of the receiver 8R. Under the control of the RF sequencer 5b, the transmitter 8T and the receiver 8R supply a high-frequency coil 7 with a pre-pulse for exciting nuclear magnetic resonance (NMR) and an RF current pulse of Larmor frequency, while the high-frequency coil 7 is operated.
The received MR signal (high frequency signal) is subjected to various kinds of signal processing to form a corresponding digital signal.

【0025】さらに、制御・演算部は、上述したコント
ローラ6のほか、受信機8Rで形成されたMR信号のデ
ジタルデータを入力し、画像データを演算する演算ユニ
ット10と、演算した画像データを保管する記憶ユニッ
ト11と、画像を表示する表示器12と、入力器13と
を備えている。演算ユニット10は、具体的には、メモ
リ空間である2次元フーリエ空間への実測データの配
置、画像再構成のためのフーリエ変換などの処理を行
う。コントローラ6は傾斜磁場シーケンサ5a及びRF
シーケンサ5bの同期をとりながら、両者の動作内容及
び動作タイミングを制御する。
Further, in addition to the controller 6 described above, the control / calculation unit inputs the digital data of the MR signal formed by the receiver 8R, calculates the image data, and stores the calculated image data. The storage unit 11, the display unit 12 for displaying an image, and the input unit 13 are provided. The arithmetic unit 10 specifically performs processing such as arrangement of actually measured data in a two-dimensional Fourier space, which is a memory space, and Fourier transform for image reconstruction. The controller 6 is a gradient magnetic field sequencer 5a and RF.
While synchronizing the sequencer 5b, the operation content and operation timing of both are controlled.

【0026】次に、この実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【0027】この磁気共鳴イメージング装置が起動する
と、コントローラ6は所定メインプログラムを実行し、
傾斜磁場シーケンサ5a及びRFシーケンサ5bに例え
ば図2に示す高速SE法のパルスシーケンスの開始を指
令する。傾斜磁場シーケンサ5aは、図2に示すシーケ
ンスに基づいてスライス用傾斜磁場GS 、読出し用傾斜
磁場GR 、及び位相エンコード用傾斜磁場GE を制御す
る。これと並行して、RFシーケンサ5bは、図2に示
すシーケンスで、被検体Pに90゜RFパルス及び18
0゜RFパルスを印加させる。
When the magnetic resonance imaging apparatus is activated, the controller 6 executes a predetermined main program,
The gradient magnetic field sequencer 5a and the RF sequencer 5b are instructed to start the pulse sequence of the high speed SE method shown in FIG. 2, for example. The gradient magnetic field sequencer 5a controls the slice gradient magnetic field G S , the read gradient magnetic field G R , and the phase encoding gradient magnetic field G E based on the sequence shown in FIG. In parallel with this, the RF sequencer 5b uses the sequence shown in FIG.
A 0 ° RF pulse is applied.

【0028】本実施例で印加する90゜RFパルスは図
3に示すように、シンク(sinc) 関数のサイドロブを長
くとって、そのπ数を増加させ、全体としてパルス長を
長くに設定してある。この90゜RFパルスのパルス長
は、その励起範囲が、被検体の対象とする原子核プール
(pool of nuclei) が有する周波数スペクトラム上の帯
域幅に殆ど一致するように設定される。
As shown in FIG. 3, the 90 ° RF pulse applied in this embodiment has a long sidelob of the sinc function to increase its π number, and the overall pulse length is set to be long. is there. The pulse length of this 90 ° RF pulse is set so that its excitation range substantially matches the bandwidth on the frequency spectrum of the pool of nuclei targeted by the subject.

【0029】いま、被検体内の、化学的交換及び/又は
交差緩和の結合関係にある2種類の原子核の一方が自由
水のプロトンであり、もう一方が高分子のプロトンであ
り、いま自由水のプロトンを対象原子核プールとする。
この場合、90゜RFパルスのパイ数は例えば好適に
は、(−4、+1)πで、パルス長22msecに設定され
る。この結果、90゜RFパルスの励起帯域幅は227
Hzとなり、図4に示すように自由水のスペクトル曲線
の帯域幅とほぼ合致する「狭帯域」となる。また、例え
ばπ数=±2π且つパルス長=15msec の場合、励起
帯域幅=267Hzの「狭帯域」となる。従来の励起用
のRFパルスの帯域は通常シーケンスでは短かいパルス
で、±1π(2msec )の場合、帯域幅=1000H
z、±2πの場合、帯域幅=2000Hzの「広帯域」
に設定される。
Now, one of the two types of atomic nuclei in the analyte, which have a chemical exchange and / or cross relaxation bond relationship, is a proton of free water, and the other is a proton of a polymer. Is used as the target nucleus pool.
In this case, the pi number of the 90 ° RF pulse is, for example, preferably (-4, + 1) π, and the pulse length is set to 22 msec. As a result, the excitation bandwidth of the 90 ° RF pulse is 227.
The frequency becomes Hz, which is a "narrow band" that substantially matches the bandwidth of the spectrum curve of free water as shown in FIG. Further, for example, when the number of π = ± 2π and the pulse length = 15 msec, the excitation bandwidth is “narrow band” of 267 Hz. The conventional RF pulse band for excitation is a short pulse in a normal sequence, and in the case of ± 1π (2 msec), the bandwidth is 1000 H.
In the case of z and ± 2π, "wide band" with bandwidth = 2000 Hz
Is set to

【0030】本実施例の高速SE法に係るパルスシーケ
ンスは上述の如く「狭帯域」に設定された90゜RFパ
ルスを使用することを特徴とする。
The pulse sequence according to the fast SE method of the present embodiment is characterized by using the 90 ° RF pulse set in the "narrow band" as described above.

【0031】そこで、図2に戻って、このシーケンスを
説明する。最初に、スライス用傾斜磁場GS が傾斜磁場
電源4から傾斜磁場コイル3z、3zを介して印加さ
れ、この傾斜磁場GS が一定値まで立上がった時点で送
信機8T及び高周波コイル7を介して狭帯域90゜RF
パルスが1回だけ印加される。これにより、被検体の所
定スライス幅の領域が選択されるとともに、その面内の
自由水のプロトンスピンが周波数選択的に励起され、y
´軸(回転座標)までフリップする。このとき、90゜
RFパルスは自由水のみを周波数選択的に充分に励起す
るのみであり、その帯域幅は図4に示すように狭いこと
から、高分子のプロトンスピンを励起させるのは極めて
狭い帯域に限られる。つまり、高分子のプロトンスピン
は上述の狭帯域90゜RFパルスによっては殆ど励起
(飽和)されない。
Now, returning to FIG. 2, this sequence will be described. First, the slicing gradient magnetic field G S is applied from the gradient magnetic field power source 4 via the gradient magnetic field coils 3z, 3z, and when the gradient magnetic field G S rises to a constant value, it is transmitted via the transmitter 8T and the high frequency coil 7. Narrow band 90 ° RF
The pulse is applied only once. As a result, a region having a predetermined slice width of the subject is selected, and the proton spins of free water in the plane are frequency-selectively excited, so that y
Flip up to the'axis (rotational coordinate). At this time, the 90 ° RF pulse sufficiently excites only free water in a frequency-selective manner, and its bandwidth is narrow as shown in FIG. 4, so that it is extremely narrow to excite proton spins of the polymer. Limited to band. That is, the proton spins of the polymer are hardly excited (saturated) by the narrow band 90 ° RF pulse described above.

【0032】従って、自由水のプロトンスピンによる磁
化Hf と高分子のプロトンスピンによる磁化Hr とは励
起前には図5(a)に示す如く互いの化学的な結合関係
を維持しながら平衡状態にあったものが、励起後には、
同図(b)に示すごとく、励起されていない(飽和して
いない)高分子の磁化Hr から充分に励起(飽和)され
た自由水の磁化Hf に磁化の移動が起こる。
Therefore, the magnetization H f due to the proton spins of free water and the magnetization H r due to the proton spins of the polymer are in equilibrium before the excitation while maintaining their chemical bonding relationship as shown in FIG. 5 (a). What was in the state, after excitation,
As shown in FIG. 7B, the magnetization moves from the magnetization H r of the polymer that is not excited (unsaturated) to the magnetization H f of the sufficiently excited (saturated) free water.

【0033】シーケンス上では次いで、スライス用傾斜
磁場GS の反転と共に、読出し用傾斜磁場GR が傾斜磁
場コイル3x、3xを介して印加される。これはスライ
ス面内のGR 方向に並んだスピンの位相が各エコーの中
心時刻においてそろうようにするための印加である。
In the sequence, the read gradient magnetic field G R is then applied via the gradient magnetic field coils 3x and 3x together with the reversal of the slice gradient magnetic field G S. This is applied to the spin phase aligned in G R direction in the slice plane is so aligned at the center time of each echo.

【0034】次いで、スライス用傾斜磁場GS とともに
最初の180゜RFパルスが印加される。ここでの18
0゜RFパルスは通常の広帯域パルスに設定してある。
これにより、自由水のプロトンスピンが180度、y´
軸の回りに回転する。さらに、最初の位相エンコード用
傾斜磁場GE =Aが傾斜磁場電源4から傾斜磁場コイル
3y、3yを介して被検体Pに印加された後、傾斜磁場
コイル3x、3xを介して印加される読出し用傾斜磁場
R とともに、最初のスピンエコー信号R1が高周波コ
イル7を介して収集される。
Next, the first 180 ° RF pulse is applied together with the slicing gradient magnetic field G S. 18 here
The 0 ° RF pulse is set to a normal broadband pulse.
As a result, the proton spin of free water is 180 degrees and y '
Rotate around an axis. Further, the first phase-encoding gradient magnetic field G E = A is applied from the gradient magnetic field power source 4 to the subject P via the gradient magnetic field coils 3y and 3y, and then applied via the gradient magnetic field coils 3x and 3x. with use gradient G R, the first spin echo signal R1 is collected through the RF coil 7.

【0035】この後、反転させた位相エンコード用傾斜
磁場GE =−Aを印加させる。これは疑似エコー(stim
ulated echo)による画質劣化を避けるため、180゜R
Fパルスの印加時にk空間上の位相エンコード方向の中
心位置(ke=0)にエンコード位置を引き戻すためで
ある。
After that, the inverted phase encoding gradient magnetic field G E = -A is applied. This is a pseudo echo (stim
180 ° R to avoid image deterioration due to modulated echo)
This is because the encode position is returned to the center position (ke = 0) in the phase encode direction on the k space when the F pulse is applied.

【0036】次いで、スライス用傾斜磁場GS とともに
2番目の180゜RFパルスを印加した後、2番目の位
相エンコード用傾斜磁場GE =Bを印加する。そして、
2番目のスピンエコー信号R2が、読出し用傾斜磁場G
R の印加とともに、高周波コイル7を介して収集され
る。
Next, the second 180 ° RF pulse is applied together with the slice gradient magnetic field G S , and then the second phase encoding gradient magnetic field G E = B is applied. And
The second spin echo signal R2 is the read gradient magnetic field G
With the application of R , it is collected via the high frequency coil 7.

【0037】同様に、3番目及び4番目のスピンエコー
信号R3、R4が収集される。
Similarly, the third and fourth spin echo signals R3 and R4 are collected.

【0038】この4エコーR1〜R4の収集は、所定数
の狭帯域90゜RFパルスによる高周波励起毎に繰り返
される。
The collection of the four echoes R1 to R4 is repeated every high frequency excitation by a predetermined number of narrow band 90 ° RF pulses.

【0039】このように収集されたエコー信号は順次、
受信機8Rに送られ、そこで増幅、中間周波変換、位相
検波、低周波増幅などの処理を受けた後、A/D変換さ
れてエコーデータに生成される。このエコーデータは演
算ユニット10で、フーリエ変換可能な、k空間に対応
したメモリ領域にデータが配置される。そして2次元フ
ーリエ変換により実空間の画像に再構成される。この画
像は記憶ユニット13に記憶されるとともに、表示器1
4に表示される。
The echo signals thus collected are sequentially
It is sent to the receiver 8R, where it undergoes processing such as amplification, intermediate frequency conversion, phase detection, and low frequency amplification, and is then A / D converted and generated into echo data. In the arithmetic unit 10, the echo data is arranged in a memory area corresponding to the k space that can be Fourier transformed. Then, it is reconstructed into an image in the real space by the two-dimensional Fourier transform. This image is stored in the storage unit 13 and the display 1
4 is displayed.

【0040】このように狭帯域90゜RFパルスを使用
することで、励起時に極力、飽和させないように温存し
た高分子のスピンによる磁化Hr を励起後に、化学的交
換及び/又は交差緩和を介して自由水に移動させること
ができる。これによって、イメージングに反映される自
由水のMR信号(エコー信号)の値を従来の“nega-tiv
e”なMTC効果を使って収集した場合に比べて、高い
信号値を得ることができ、S/N比を改善させ、また画
像コントラストの分解能を向上させることができる。さ
らに、S/N比が改善されるので、従来行われていた加
算平均の手法を採用しなくても済むとともに、MTCパ
ルスも不要であるので、撮像時間も短くすることができ
る。
By using the narrow band 90 ° RF pulse as described above, the magnetization H r caused by the spin of the polymer preserved so as not to be saturated at the time of excitation is excited, and thereafter, chemical exchange and / or cross relaxation is performed. Can be moved to free water. As a result, the value of MR signal (echo signal) of free water reflected in imaging can be calculated by the conventional "nega-tiv".
A higher signal value can be obtained, the S / N ratio can be improved, and the resolution of the image contrast can be improved, as compared with the case of collecting using the e ″ MTC effect. Since it is improved, it is not necessary to use the averaging method that has been conventionally performed, and since the MTC pulse is not necessary, the imaging time can be shortened.

【0041】なお、MTCパルス(図9参照)を掛けな
い通常のMR信号収集であっても、従来は90゜選択励
起パルスはその帯域幅が約1000Hzと広いため、実
際にはMTC効果が発生しており、自由水の低い信号値
を観測していた。しかし、本発明を実施することでその
ような事態を回避でき、イメージングに寄与する自由水
の高いMR信号値が得られる。
Even in the ordinary MR signal acquisition without applying the MTC pulse (see FIG. 9), since the 90 ° selective excitation pulse has a wide bandwidth of about 1000 Hz in the related art, the MTC effect actually occurs. I was observing a low signal value of free water. However, by implementing the present invention, such a situation can be avoided, and a high MR signal value of free water that contributes to imaging can be obtained.

【0042】人体においてMTC効果が高いと報告され
ている部位は、脳白質/灰白質、肝臓、軟骨、腎臓等で
ある。従って、これらの部位の信号値は従来の"negativ
e"なMTC効果では低下されていたことになる。本発明
を用いることでこれらの部位の信号は高くなる。
The sites where the MTC effect is reported to be high in the human body are brain white matter / gray matter, liver, cartilage, kidney and the like. Therefore, the signal values of these parts are
It has been lowered by the e ″ MTC effect. By using the present invention, the signal at these sites is increased.

【0043】これらのMTC効果を発揮する部位、組織
を含む同一部分に対して、上述の如く"Reverse MTC効
果" を発生させるイメージングシーケンスと、MTC効
果を発生させない通常のイメージングシーケンスとを各
々個別に起動させ、これによって得られた2枚の画像か
ら病巣部とノーマル組織の識別などを行うことができ
る。 本出願人は実際に90゜励起パルスの帯域幅を変
えFE法で、MTC効果が観測されているpolyvinyl al
cohol(PVA)ファントムを使ってPVAの自由水の信号値
を測定した。この測定結果を図6に示す。同図に示すグ
ラフは、縦軸にPVA信号値を参照(reference )用水
信号で正規化(normalize )した数値、横軸に90゜励
起パルスの周波数帯域を表している。周波数帯域を10
00Hzから230Hzにすることで信号値は約2倍近
く向上することが分かった。また、このグラフから帯域
幅が約800Hz以下になると"Reverse MTC効果" が実
質的に現れることも確認できた。
As described above, an imaging sequence that causes the "Reverse MTC effect" and a normal imaging sequence that does not cause the MTC effect are individually performed on the same portion including the site and tissue that exert the MTC effect. It is possible to activate and identify the lesion and normal tissue from the two images obtained by the activation. The applicant has actually changed the bandwidth of the 90 ° excitation pulse, and the MTC effect has been observed by the FE method.
The signal value of PVA free water was measured using a cohol (PVA) phantom. The measurement result is shown in FIG. In the graph shown in the figure, the vertical axis represents the value obtained by normalizing the PVA signal value with the reference water signal, and the horizontal axis represents the frequency band of the 90 ° excitation pulse. Frequency band 10
It was found that the signal value was improved almost twice when the frequency was changed from 00 Hz to 230 Hz. It was also confirmed from this graph that the "Reverse MTC effect" substantially appears when the bandwidth becomes about 800 Hz or less.

【0044】さらに、狭帯域RFパルスのフリップ角
が"Reverse MTC効果" におよぼす影響について、本出願
人は図7に示す関係を得ている。同図は縦軸に、PVA
の信号値(任意)を示し、横軸にフリップアングルを示
すもので、スライス選択励起パルスの周波数帯域は狭帯
域の場合(同図中の黒角印参照)、高分子からの“Reve
rse MTC 効果”があるため信号値は上がる。同図に示す
グラフから、狭帯域90°パルスの場合、周波数帯域幅
(BW)=227Hzであることから、フリップ角は9
0゜以上であることが望ましいことも同様に判明した。
Further, regarding the influence of the flip angle of the narrow band RF pulse on the "Reverse MTC effect", the applicant has obtained the relationship shown in FIG. In the figure, the vertical axis is PVA.
Signal value (arbitrary), and the horizontal axis shows the flip angle. When the frequency band of the slice-selective excitation pulse is narrow (see black squares in the figure), the “Reve
The signal value increases due to the “rse MTC effect.” From the graph shown in the figure, in the case of a narrow band 90 ° pulse, since the frequency bandwidth (BW) is 227 Hz, the flip angle is 9
It was also found that it is desirable that the angle be 0 ° or more.

【0045】上記実施例では、この"Reverse MTC効果"
を高速SE法によるイメージングに適用したが、この他
にもSE法、FE法、高速FE法など、FE法またはS
E法系のEPI(エコープラナーイメージング)法にも
適用でき、それらのシーケンスにおける励起パルスを前
述した狭帯域RFパルスに置換して実施できる。
In the above embodiment, this "Reverse MTC effect"
Was applied to the imaging by the high-speed SE method, but other than this, the SE method, the FE method, the high-speed FE method, etc.
It can also be applied to the EPI (echo planar imaging) method of the E method system, and can be performed by replacing the excitation pulse in those sequences with the narrow band RF pulse described above.

【0046】また本発明の"Reverse MTC効果" に係る狭
帯域RFパルスはFE系、SE系のEPIのみならず、
IR法及び高速FI法(Fast IR法:FLAIR
法)のIR(反転回復)パルスとして用いることもでき
る。IR法の場合、特にMTC効果をもつ物質のT1時
間は"Reverse MTC効果" により変化する。IRパルスを
狭帯域に設定すると、図10(a)から(b)にその変
化を示すように"Reverse MTC効果" が発生し、観測され
る信号(自由水)は"Positive"なMTC効果の性質の寄
与を受けて高信号になる。
The narrow band RF pulse related to the "Reverse MTC effect" of the present invention is not limited to the FE and SE EPI,
IR method and high-speed FI method (Fast IR method: FLAIR)
Method) IR (inversion recovery) pulse. In the case of the IR method, the T1 time of a substance having an MTC effect is changed by the "Reverse MTC effect". When the IR pulse is set to a narrow band, the "Reverse MTC effect" occurs as shown in Fig. 10 (a) to (b), and the observed signal (free water) has a "Positive" MTC effect. High signal due to the contribution of nature.

【0047】さらに本発明の"Reverse MTC効果" に係る
狭帯域RFパルスは、前述のように磁気共鳴イメージン
グに適用する場合に限定されず、Forsen&Hof
fmanが報告しているNMR現象としてのST(Satu
ration Transfer)法においても好適に実施できる。図8
に示すように化学的交換及び/又は交差緩和の関係にあ
る2種類の原子核プールA、Bに対して、その一方の原
子核プールAを狭帯域RFパルスで励起させることで、
励起後にもう一方の原子核プールBから磁化の移動を受
け、一方の原子核プールAのMR信号値を向上させるこ
とができる。これにより、S/N比を向上させて、NM
R現象を利用した高精度なスペクトロスコピーが可能に
なる。
Further, the narrow band RF pulse relating to the "Reverse MTC effect" of the present invention is not limited to the case of being applied to the magnetic resonance imaging as described above, but it is not limited to Forsen & Hof.
ST (Satu as an NMR phenomenon reported by fman
ration transfer) method. FIG.
For two types of nuclear pools A and B that are in the relationship of chemical exchange and / or cross relaxation as shown in, by exciting one of the nuclear pools A with a narrow band RF pulse,
It is possible to improve the MR signal value of the one nucleus pool A by receiving the transfer of magnetization from the other nucleus pool B after the excitation. This improves the S / N ratio and improves the NM
Highly accurate spectroscopy using the R phenomenon is possible.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のMR信号
収集方法、磁気共鳴イメージング方法、及び磁気共鳴イ
メージング装置は、ST効果及びMTC効果を極力低減
させ、対象とする1つの原子核プールのスピンのみを狭
帯域RFパルスで周波数選択励起することで、化学的交
換及び/又は交差緩和の関係にあるもう1つの原子核プ
ールから磁化を移動させ、その対象原子核プールからの
MR信号値を向上させる新しい知見による"Reverse MTC
効果" を用いたものである。このため、従来のST法、
MTC法のように周波数選択的にpre-irradiation にて
励起することで、それと化学的交換及び/又は交差緩和
の関係にあるもう1つの原子核プールの信号値の低下を
観測するものとは大きく異なり、MR信号値の向上によ
ってS/N比を改善し、高画質のMRイメージング及び
高精度なNMRスペクトロスコピー分析が行える。
As described above, the MR signal acquisition method, the magnetic resonance imaging method, and the magnetic resonance imaging apparatus of the present invention reduce the ST effect and the MTC effect as much as possible, and the spin of one target nuclear pool. Frequency selective excitation of only a narrow band RF pulse moves the magnetization from another pool of nuclei that are in a chemical exchange and / or cross relaxation and improves the MR signal value from the pool of nuclei of interest. Knowledge-based "Reverse MTC
Effect ". Therefore, the conventional ST method,
Exciting by frequency-selective pre-irradiation as in the MTC method, it is significantly different from that of observing a decrease in the signal value of another nuclear pool that has a chemical exchange and / or cross relaxation with it. , The S / N ratio is improved by improving the MR signal value, and high-quality MR imaging and highly accurate NMR spectroscopy analysis can be performed.

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

【図1】本発明の一実施例に係る磁気共鳴イメージング
装置の概略ブロック図。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例において実行される高速SE法のパル
スシーケンス。
FIG. 2 is a pulse sequence of a fast SE method executed in the same embodiment.

【図3】狭帯域90゜RFパルスの波形図。FIG. 3 is a waveform diagram of a narrow band 90 ° RF pulse.

【図4】狭帯域90゜RFパルスの励起幅を説明する
図。
FIG. 4 is a diagram illustrating an excitation width of a narrow band 90 ° RF pulse.

【図5】同図(a)(b)は"Reverse MTC効果" に係る
励起前後の磁化状態を説明する図。
5 (a) and 5 (b) are views for explaining the magnetization state before and after the excitation related to the "Reverse MTC effect".

【図6】狭帯域RFパルスの周波数帯域幅とMR信号値
の関係例を示す実験グラフ。
FIG. 6 is an experimental graph showing an example of the relationship between the frequency bandwidth of a narrow band RF pulse and the MR signal value.

【図7】フリップ角と信号値の関係の一例を示す実験グ
ラフ。
FIG. 7 is an experimental graph showing an example of a relationship between a flip angle and a signal value.

【図8】ST法における"Reverse MTC効果" を説明する
図。
FIG. 8 is a diagram illustrating “Reverse MTC effect” in ST method.

【図9】(a)〜(c)は従来のMTC効果を磁化状態
と伴に説明する図。
9A to 9C are views for explaining the conventional MTC effect together with the magnetization state.

【図10】(a),(b)はIR法における“Reverse
MTC効果”を説明する図。
10A and 10B are "Reverse" in the IR method.
The figure explaining "MTC effect".

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 磁石 2 静磁場電源 3x〜3y 傾斜磁場コイル 4 傾斜磁場電源 5 シーケンサ 6 コントローラ 7 高周波コイル 8T 送信機 8R 受信機 10 演算ユニット 11 記憶ユニット 13 入力器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 magnet 2 static magnetic field power supply 3x-3y gradient magnetic field coil 4 gradient magnetic field power supply 5 sequencer 6 controller 7 high frequency coil 8T transmitter 8R receiver 10 arithmetic unit 11 storage unit 13 input device

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 化学的変換現象及び交差緩和現象の内の
少なくとも一方による結合関係にある被検体内の少なく
とも2種類の原子核プールの磁気共鳴現象によるMR信
号を収集する磁気共鳴信号の収集方法において、前記少
なくとも2種類の原子核プールの内の指定された原子核
プールを、この指定原子核プールの周波数スペクトラム
上の帯域幅に実質的に合致した周波数帯域幅を有する高
周波パルスで周波数選択的に励起するステップと、この
励起後に、前記少なくとも一方の現象を反映させた前記
指定原子核プールのMR信号を収集するステップと、を
含むことを特徴とする磁気共鳴信号の収集方法。
1. A method of collecting a magnetic resonance signal for collecting an MR signal by a magnetic resonance phenomenon of at least two kinds of nuclear pools in a subject having a binding relationship by at least one of a chemical conversion phenomenon and a cross relaxation phenomenon. A step of frequency-selectively exciting a designated nucleus pool of the at least two types of nucleus pools with a high frequency pulse having a frequency bandwidth substantially matching the bandwidth on the frequency spectrum of the designated nucleus pool. And a step of collecting the MR signal of the designated nucleus pool reflecting the at least one phenomenon after the excitation, the method of collecting a magnetic resonance signal.
【請求項2】 前記指定原子核プールは、横緩和
(T2 )時間がその他の前記原子核プールに比べて長い
原子核の集まりである請求項1記載の磁気共鳴信号の収
集方法。
2. The method for collecting magnetic resonance signals according to claim 1, wherein the designated nucleus pool is a group of nuclei whose transverse relaxation (T 2 ) time is longer than other nucleus pools.
【請求項3】 前記指定原子核プールは前記被検体内の
自由水のプロトンの集まりである請求項2記載の磁気共
鳴信号の収集方法。
3. The method for collecting magnetic resonance signals according to claim 2, wherein the designated nucleus pool is a collection of protons of free water in the subject.
【請求項4】 前記高周波パルスは原子核スピンのフリ
ップ角を90゜以上に倒す高周波パルスである請求項2
記載の磁気共鳴信号の収集方法。
4. The high-frequency pulse is a high-frequency pulse for tilting a nuclear spin flip angle to 90 ° or more.
A method for collecting a magnetic resonance signal as described.
【請求項5】 前記高周波パルスは90゜パルスである
請求項2記載の磁気共鳴信号の収集方法。
5. The method of collecting magnetic resonance signals according to claim 2, wherein the high-frequency pulse is a 90 ° pulse.
【請求項6】 前記90゜パルスは、磁気共鳴イメージ
ング法におけるグラディエントフィールドエコー(F
E)法、高速グラディエントフィールドエコー(Fas
t FE)法、スピンエコー(SE)法、高速スピンエ
コー(FastSE)法、及びこれらのエコー法を応用
したエコープラナーイメージング(EPI)法の内のい
ずれかのパルスシーケンスの励起パルスである請求項5
記載の磁気共鳴信号の収集方法。
6. The 90 ° pulse is a gradient field echo (F) used in magnetic resonance imaging.
E) method, fast gradient field echo (Fas
The excitation pulse of any pulse sequence of the t FE) method, the spin echo (SE) method, the fast spin echo (Fast SE) method, and the echo planar imaging (EPI) method applying these echo methods. 5
A method for collecting a magnetic resonance signal as described.
【請求項7】 前記選択励起ステップ及び信号収集ステ
ップは、グラディエントフィールドエコー(FE)法、
高速グラディエントフィールドエコー(Fast F
E)法、スピンエコー(SE)法、高速スピンエコー
(Fast SE)法、及びこれらのエコー法を応用し
たエコープラナーイメージング(EPI)法の内のいず
れかのパルスシーケンスの中で実行される請求項5記載
の磁気共鳴信号の収集方法。
7. The selective excitation step and the signal acquisition step are a gradient field echo (FE) method,
Fast Gradient Field Echo (Fast F
E) method, spin echo (SE) method, fast spin echo (Fast SE) method, and an echo planar imaging (EPI) method applying these echo methods performed in any pulse sequence Item 5. A method for collecting magnetic resonance signals according to Item 5.
【請求項8】 前記高周波パルスは180゜パルスであ
る請求項2記載の磁気共鳴信号の収集方法。
8. The method of collecting magnetic resonance signals according to claim 2, wherein the high frequency pulse is a 180 ° pulse.
【請求項9】 前記180゜パルスは、磁気共鳴イメー
ジング法における反転回復(IR)法及び高速反転回復
(Fast IR:FLAIR)法の内のいずれかのパ
ルスシーケンスの反転パルスである請求項8記載の磁気
共鳴信号の収集方法。
9. The inversion pulse of any one of the inversion recovery (IR) method and the fast inversion recovery (Fast IR: FLAIR) method in the magnetic resonance imaging method, wherein the 180 ° pulse is an inversion pulse. Method for collecting magnetic resonance signals of the human.
【請求項10】 前記選択励起ステップ及び信号収集ス
テップは、磁気共鳴イメージング法における反転回復
(IR)法及び高速反転回復(Fast IR:FLA
IR)法の内のいずれかのパルスシーケンスの中で実行
される請求項8記載の磁気共鳴信号の収集方法。
10. The selective excitation step and the signal acquisition step include an inversion recovery (IR) method and a fast inversion recovery (Fast IR: FLA) method in a magnetic resonance imaging method.
9. The method of magnetic resonance signal acquisition according to claim 8, which is carried out in a pulse sequence of any one of the (IR) method.
【請求項11】 前記高周波パルスの帯域幅は800H
z以下である請求項1ないし10の何れか一項に記載の
磁気共鳴信号の収集方法。
11. The bandwidth of the high frequency pulse is 800H.
The magnetic resonance signal acquisition method according to any one of claims 1 to 10, which is z or less.
【請求項12】 前記選択励起ステップ及び信号収集ス
テップは、NMRスペクトロスコピーにおける飽和移転
(ST)法のパルスシーケンスの中で実行される請求項
1記載の磁気共鳴信号の収集方法。
12. The method for collecting magnetic resonance signals according to claim 1, wherein the selective excitation step and the signal acquisition step are executed in a pulse sequence of a saturation transfer (ST) method in NMR spectroscopy.
【請求項13】 化学的変換現象及び交差緩和現象の内
の少なくとも一方による結合関係にある被検体内の少な
くとも2種類の原子核プールの磁気共鳴現象によるMR
信号を収集する磁気共鳴信号の収集方法において、 前記少なくとも2種類の原子核プールの内の指定された
原子核プールを、この指定原子核プールの周波数スペク
トラム上の帯域幅に実質的に合致した周波数帯域幅を有
する第1の高周波パルスで周波数選択的に励起する第1
のステップと、 この第1のステップ後に、前記少なくとも一方の現象を
反映させた前記指定原子核プールのMR信号を収集する
第2のステップと、 前記少なくとも2種類の原子核プールを、前記指定原子
核プールの周波数スペクトラム上の帯域幅よりも広い周
波数帯域幅を有する第2の高周波パルスで周波数選択的
に励起する第3のステップと、 この第3のステップ後に、前記少なくとも一方の現象を
反映させた前記指定原子核プールのMR信号を収集する
第4のステップと、 前記第2及び第4のステップにより収集されたMR信号
に基づいて各励起毎のコントラスト像を形成する第5の
ステップと、を含むことを特徴とする磁気共鳴イメージ
ング方法。
13. An MR due to a magnetic resonance phenomenon of at least two kinds of nuclear pools in an analyte having a binding relationship due to at least one of a chemical conversion phenomenon and a cross relaxation phenomenon.
A method for collecting a magnetic resonance signal for collecting a signal, wherein a designated nuclear pool of the at least two types of nuclear pools has a frequency bandwidth that substantially matches a bandwidth on a frequency spectrum of the designated nuclear pool. A first high frequency pulse having a first frequency-selective excitation
And a second step of collecting MR signals of the designated nucleus pool reflecting the phenomenon of at least one after the first step, and the at least two kinds of nucleus pools of the designated nucleus pool. A third step of frequency-selectively exciting with a second high-frequency pulse having a frequency bandwidth wider than the bandwidth on the frequency spectrum, and the designation reflecting the at least one phenomenon after the third step A fourth step of collecting MR signals of the nuclear pool, and a fifth step of forming a contrast image for each excitation based on the MR signals acquired by the second and fourth steps. A characteristic magnetic resonance imaging method.
【請求項14】 化学的変換現象及び交差緩和現象の内
の少なくとも一方による結合関係にある被検体内の少な
くとも2種類の原子核プールの内、指定された一種類の
原子核プールの磁気共鳴現象によるMR信号を収集する
磁気共鳴イメージング装置において、 前記指定原子核プールを、この指定原子核プールの周波
数スペクトラム上の帯域幅に実質的に合致した周波数帯
域幅を有する高周波パルスで周波数選択的に励起する手
段と、 この励起後に、前記少なくとも一方の現象を反映させた
前記指定原子核プールのMR信号を収集する手段と、を
有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
14. An MR according to a magnetic resonance phenomenon of a designated one kind of nuclear pool among at least two kinds of nuclear pools in a subject having a binding relationship by at least one of a chemical conversion phenomenon and a cross relaxation phenomenon. In a magnetic resonance imaging apparatus for collecting a signal, the designated nucleus pool, means for frequency-selectively exciting with a high-frequency pulse having a frequency bandwidth substantially matching the bandwidth on the frequency spectrum of the designated nucleus pool, A means for collecting MR signals of the designated nucleus pool reflecting the at least one phenomenon after the excitation, the magnetic resonance imaging apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH11299753A (en) * 1998-04-17 1999-11-02 Toshiba Corp Mri apparatus and mr image pickup method
JP2019126531A (en) * 2018-01-24 2019-08-01 株式会社日立製作所 Magnetic resonance imaging apparatus, magnetic resonance imaging system, and parameter estimation method

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