JPH088916B2 - Magnetic resonance imager - Google Patents

Magnetic resonance imager

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JPH088916B2
JPH088916B2 JP62086974A JP8697487A JPH088916B2 JP H088916 B2 JPH088916 B2 JP H088916B2 JP 62086974 A JP62086974 A JP 62086974A JP 8697487 A JP8697487 A JP 8697487A JP H088916 B2 JPH088916 B2 JP H088916B2
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gradient
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重英 久原
清巳 守
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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は、磁気共鳴(以下〔NMR〕と称する)現象
を利用して生体内各組織の特定原子核密度分布を被検体
外部より無侵襲に測定し、医学的診断のための情報を得
る診断用NMR装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Industrial field of application) The present invention utilizes a magnetic resonance (hereinafter referred to as [NMR]) phenomenon to determine a specific atomic nucleus density distribution of each tissue in a living body. The present invention relates to a diagnostic NMR device that noninvasively measures from the outside to obtain information for medical diagnosis.

(従来の技術) 磁気共鳴映像法(MRI)は、既に良く知られている様
に固有のスピンとこれに付随する核磁気能率の集団が強
度Hoの一様な静磁場中に置かれた時に、静磁場の方向と
垂直な面内でωo=γHo(γは磁気回転比と呼ばれ、原
子核の種類に固有の定数である)で決まる角速度で回転
する高周波磁場のエネルギーを共鳴的に吸収することを
利用して、分子の化学的及び物理的な微視的情報を得る
ことを可能とする手法である。この磁気共鳴映像法を用
いて、被検体内の特定原子核(例えば水及び脂肪中の水
素原子核)の空間的分布を映像化する方法としては、ロ
ーターバー(Lauterbur)による投影再構成法、クマー
(Kumar)、ウェルチ(Welti)、エルンスト(Ernst)
等によるフーリエ法、およびこれの変形であるハチソン
(Hutchison)等によるスピン・ワープ法等が考案され
ている。
(Prior Art) Magnetic Resonance Imaging (MRI) is, as is well known, when a group of intrinsic spins and associated nuclear magnetic efficiencies are placed in a uniform static magnetic field of intensity Ho. , Resonantly absorbs the energy of a high-frequency magnetic field that rotates at an angular velocity determined by ωo = γHo (γ is called a gyromagnetic ratio, which is a constant unique to the type of nucleus) in a plane perpendicular to the direction of the static magnetic field. It is a method that makes it possible to obtain chemical and physical microscopic information of molecules by utilizing this fact. As a method of imaging the spatial distribution of specific nuclei (for example, hydrogen nuclei in water and fat) in a subject using this magnetic resonance imaging method, a projection reconstruction method by a rotor bar (Lauterbur), a Kumar ( Kumar), Welti, Ernst
And the Fourier method by Hutchison, etc., which is a modification of the Fourier method, and the like have been devised.

さらに、これらの画像再構成法では撮像に時間がかか
るため、高速に画像化する方法として、マンスフィール
ド(Mans field)らによるエコープラナー法や、高速フ
ーリエ法が考案されている。
Further, since these image reconstruction methods take a long time to image, an echo planer method by Mans field and a fast Fourier method have been devised as a method for high-speed imaging.

第14図,第15図はそれぞれエコープラナー法、高速フ
ーリエ法のパルスシーケンスを示す。この様に、高速イ
メージングを行なうには、勾配磁場を高速にスイッチン
グする必要があるが、従来の画像再構成用の勾配コイル
を、そのまま高速イメージングに用いるとインダクタン
スLが大きすぎ、従来法で用いていた電源では高速駆動
ができない。従って、高出力の高価な電源を必要とする
という欠点があった。
Figures 14 and 15 show the pulse sequences of the echo planar method and the fast Fourier method, respectively. As described above, in order to perform high-speed imaging, it is necessary to switch the gradient magnetic field at high speed. However, when the conventional gradient coil for image reconstruction is used for high-speed imaging as it is, the inductance L is too large and the conventional method is used. High-speed drive is not possible with the power supply that was used. Therefore, there is a disadvantage that an expensive power source with high output is required.

(発明が解決しようとする問題点) このように従来の装置では高速イメージングを行うた
めには高出力の高価な電源を必要とするという問題点が
あった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the conventional apparatus has a problem that an expensive power source with high output is required to perform high-speed imaging.

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、高速
イメージングを行うのに高価な電源を必要としない磁気
共鳴映像装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a magnetic resonance imaging apparatus that does not require an expensive power source to perform high-speed imaging.

〔発明の構成〕[Structure of Invention]

(問題点を解決するための手段) この様な欠点を解決するために、本発明では主勾配磁
場コイルに加え、主勾配磁場コイルよりも小型の局所用
勾配コイルを備え、この局所用勾配コイルを必要に応じ
て主勾配磁場コイルと切替えて使用し画像を得るように
したものである。
(Means for Solving Problems) In order to solve such a drawback, in the present invention, in addition to the main gradient magnetic field coil, a local gradient coil smaller than the main gradient magnetic field coil is provided. Is used by switching to the main gradient magnetic field coil as needed to obtain an image.

(作用) このような構成によると、コイルが小型であるため、
インダクタンスLが小さく、又、単位電流当りの発生磁
場強度も大きいため、従来の画像再構成用の勾配磁場用
電源で高速スイッチングが可能である。また、局所用勾
配コイルでは被検体の一部の領域しか画像化できない
が、この点を解決するため、均一静磁場発生用コイルを
含む装置本体や、寝台等と一体化しない分離型の勾配コ
イルを用いる。さらに、サーフェスコイルと組み合わせ
る事により局所の高分解能高速イメージングが可能であ
る。
(Operation) With such a configuration, since the coil is small,
Since the inductance L is small and the generated magnetic field intensity per unit current is also large, high-speed switching is possible with the conventional gradient magnetic field power supply for image reconstruction. In addition, with a local gradient coil, only a partial region of the subject can be imaged, but in order to solve this point, a separate type gradient coil that is not integrated with the device main body including the uniform static magnetic field generating coil or the bed or the like. To use. Furthermore, high-resolution local high-speed imaging is possible by combining with a surface coil.

(実施例) 以下図面を参照してこの発明を詳細に説明する。Embodiments The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明に係る磁気共鳴映像装置の一実施例を示
すものである。 第1図において、静磁場生成コイル22
は励磁用電源23からの通電により励磁されることによっ
て、被検体(生体)21の撮像領域において一様な静磁場
を発生する。一方、パルスシーケンサ3によって制御さ
れるRFパルス発生器25から矩形状、ガウス状あるいはsi
nc状等に変調されたRFパルスが出力され、RF増幅器26に
より所定レベルまで増幅された後、デュプレクサ27を介
してコイル28に印加されることによって、被検体21内に
おいて磁気共鳴を誘起されるための回転磁界が形成され
る。この回転磁界の印加によって生じる横磁化が、コイ
ル28の両端に磁気共鳴信号として誘起される。なお、こ
の例では回転磁界発生のための送信コイルと、磁気共鳴
信号受信のための受信コイルに、単一のコイル28を共用
している。
FIG. 1 shows an embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention. In FIG. 1, the static magnetic field generating coil 22
Is excited by energization from the excitation power supply 23, and thereby generates a uniform static magnetic field in the imaging region of the subject (living body) 21. On the other hand, from the RF pulse generator 25 controlled by the pulse sequencer 3, rectangular, Gaussian or si
An RF pulse modulated in a nc shape or the like is output, amplified to a predetermined level by the RF amplifier 26, and then applied to the coil 28 via the duplexer 27 to induce magnetic resonance in the subject 21. A rotating magnetic field for forming is generated. Transverse magnetization generated by the application of this rotating magnetic field is induced at both ends of the coil 28 as a magnetic resonance signal. In this example, the single coil 28 is shared by the transmitting coil for generating the rotating magnetic field and the receiving coil for receiving the magnetic resonance signal.

コイル28に誘起された磁気共鳴信号は、デュプレクサ
27を介してRF増幅器29に入力され、所定レベルまで増幅
された後、直交位相検波のような位相敏感検波回路30に
よって検波され、ビデオ帯域の信号となる。この位相敏
感検波回路30の出力信号はビデオ増幅器31により電圧増
幅され、さらに低域通過フィルタ32によって高域雑音成
分が除去される。低域通過フィルタ32の出力信号はA/D
変換器6によってディジタル信号に変換された後、イン
ターフェース13を介して電子計算機1に取込まれ、画像
再構成用データとして蓄積される。なお、電子計算機1
はインターフェース2を介してパルスシーケンサ3の制
御も行なう。
The magnetic resonance signal induced in the coil 28 is a duplexer.
The signal is input to the RF amplifier 29 via 27, amplified to a predetermined level, and then detected by a phase sensitive detection circuit 30 such as quadrature phase detection to become a signal in the video band. The output signal of the phase sensitive detection circuit 30 is voltage-amplified by the video amplifier 31, and the high-pass noise component is removed by the low-pass filter 32. The output signal of the low pass filter 32 is A / D
After being converted into a digital signal by the converter 6, it is taken into the electronic computer 1 through the interface 13 and stored as image reconstruction data. In addition, electronic computer 1
Also controls the pulse sequencer 3 via the interface 2.

被検体21内のスライス面の決定、位相エンコード(被
検体21内の位置情報の、磁気共鳴信号の位相への変換)
は、勾配磁場をスイッチングさせてパルス的に印加する
ことによって行なわれる。この勾配磁場のスイッチング
のタイミングは、パルスシーケンサ3によって制御され
る。
Determining the slice plane within the subject 21, phase encoding (conversion of position information within the subject 21 to the phase of the magnetic resonance signal)
Is performed by switching the gradient magnetic field and applying it in a pulsed manner. The timing of switching the gradient magnetic field is controlled by the pulse sequencer 3.

一方、勾配磁場の強度、パルス形状は、勾配磁場コン
トローラ37によって制御される。すなわち、勾配磁場コ
ントローラ37によってx,yおよびz方向の磁場勾配に対
応する電力増幅器38a〜38cを制御し、これらの電力増幅
器38a〜38cにより勾配磁場生成コイル39を駆動すること
によって、所定の強度、時間変化を有する勾配磁場を被
検体21の撮像領域近傍に生成する。
On the other hand, the gradient magnetic field intensity and pulse shape are controlled by the gradient magnetic field controller 37. That is, the gradient magnetic field controller 37 controls the power amplifiers 38a to 38c corresponding to the magnetic field gradients in the x, y, and z directions, and the gradient magnetic field generating coil 39 is driven by these power amplifiers 38a to 38c, whereby a predetermined strength is obtained. , A gradient magnetic field that changes with time is generated in the vicinity of the imaging region of the subject 21.

本発明はこのような構成において、勾配磁場生成コイ
ル(主勾配磁場コイル)39に加え局所用勾配磁場生成コ
イル(以下局所用勾配コイルという)19が設けられてい
ることを特徴とする。第2図、第3図は、その磁気共鳴
映像装置に用いられる局所用勾配コイルの一実施例であ
り、レクタンギュラーカレントループ(Rectanguler Cu
rrent Loop)と呼ばれる勾配コイルを用いた例である。
この勾配コイルは第2図の様に平行な2枚のコイル取付
板36で構成できるため、マクスウェルペアとゴレイコイ
ルの組合わせによる勾配コイルの様に、円周状の枠組を
必要とせず、体の一部を押入して撮像するのに都合が良
い。すなわち局所用勾配コイル19の構成にある2枚のコ
イル取付板36の距離を、枠18の一方で固定しもう一方の
端は開放にしておき、そちらから体へ装着する。装着の
方法は、第3図に示す様に、静磁場発生用コイルのタイ
プに合わせて測定部位の側方から、あるいは正面からの
いづれの方向からも可能であり、それぞれの形状に合わ
せた勾配コイルを用意しておく事で、達成できる。この
とき、コイルの中心と撮像領域の中心を合わせやすい
様、形状を決めておく。例えば、2枚のコイル取付板36
の厚さを同一とせず、一方はスペーサ代りに厚くしてお
けば、撮像部位をのせるだけで中心に合わせる事ができ
る。また、異った部位の撮像のため、厚み可変のスペー
サとすることもできる。
The present invention is characterized in that, in such a configuration, a local gradient magnetic field generating coil (hereinafter referred to as a local gradient coil) 19 is provided in addition to the gradient magnetic field generating coil (main gradient magnetic field coil) 39. 2 and 3 show an example of a local gradient coil used in the magnetic resonance imaging apparatus, which is a rectangular current loop (Rectanguler Cu).
rrent Loop) is an example using a gradient coil.
Since this gradient coil can be composed of two parallel coil mounting plates 36 as shown in FIG. 2, it does not require a circumferential frame unlike the gradient coil formed by the combination of Maxwell pair and Golay coil, and it can It is convenient for pushing in a part and taking an image. That is, the distance between the two coil mounting plates 36 in the configuration of the local gradient coil 19 is fixed to one side of the frame 18 and the other end is left open, and the body 18 is attached to the body. As shown in Fig. 3, the mounting method can be either from the side of the measurement site according to the type of the static magnetic field generating coil or from the direction from the front, and the gradient according to each shape. This can be achieved by preparing a coil. At this time, the shape is determined so that the center of the coil and the center of the imaging region can be easily aligned. For example, two coil mounting plates 36
If the thicknesses of the two are not the same and one of them is thicker instead of the spacer, it can be aligned with the center only by mounting the imaging region. Further, a spacer having a variable thickness can be used for imaging different parts.

その他種々の変形実施が可能である。例えば、一方を
開放せず、両端とも固定した形状としても良い。又、2
枚のコイル取付板36を互いに支持するのでなく、寝台あ
るいは他の構造物から支持する様にしても良い。又、勾
配コイルの種類は、Rectanguler Current Loopでなく、
マクスウェルペアとゴレイコイルの組み合わせを使用し
ても良い。この場合、装着はコイルの軸にそって行なわ
れる。あるいは、コイルの円周状の支持枠の一部を開閉
できる様にして装着する様にしても良い。また撮像は、
サーフェスコイルと組み合わせることで高S/N、高分解
能の高速イメージングを可能とすることができる。さら
に、撮像法としては、メインの勾配磁場コイル39と選択
励起パルスで、目的部位を選択励起し、勾配磁場の反転
のみを小型勾配コイル19で行って高速イメージングを行
うといった種々の組み合わせが可能である。
Various other modifications are possible. For example, one end may not be opened and both ends may be fixed. Again 2
Instead of supporting the coil mounting plates 36 on each other, the coil mounting plates 36 may be supported by a bed or another structure. Also, the type of gradient coil is not Rectanguler Current Loop,
A combination of Maxwell pair and Golay coil may be used. In this case, the mounting is done along the axis of the coil. Alternatively, a part of the circumferential support frame of the coil may be attached so that it can be opened and closed. Also, the imaging is
When combined with a surface coil, high S / N and high resolution high speed imaging can be achieved. Further, as an imaging method, various combinations are possible, such as selectively exciting a target site with the main gradient magnetic field coil 39 and a selective excitation pulse, and performing only high-speed imaging by performing the reversal of the gradient magnetic field with the small gradient coil 19. is there.

いずれにせよ上記の構成によると、高速イメージング
を行なうのに高価な電源を必要とせず、従来装置の電源
のままで高速イメージングが可能である。
In any case, according to the above configuration, an expensive power source is not required to perform high speed imaging, and high speed imaging can be performed with the power source of the conventional apparatus.

ところで前述のように画像を得るためには、第4図に
示すように、90°選択励起パルス24および180°選択励
起パルス33と勾配磁場15,16,17を用いることによって、
スピンエコーを取得し、それをA/D変換した後計算機で
処理することによって画像を得る。この場合、スピンエ
コーはピークを中心として急激に変化するので補間によ
りスピンエコーのピーク位置およびデータ値をもとめる
必要がある。すなわちA/D変換された値から電子計算機
が正しい再構成画像を得るためには第5図に示すように
最大値の前後の点を用い最小二乗近似計算等によってス
ピンエコーのピーク位置xpを計算する必要がある。また
第6図に示すようにピークの位置xpと最大値の位置maxp
の差のDxpを用いてデータポイントがADしたポイントよ
りDxpだけずれた位置の補間により作る。具体的には一
つのデータポイントに対し前後の2点(計3点)を通る
二次関数を用い時間軸上でDxpだけずれた点のデータ値
を計算し、このデータ値を用い電子計算機は再構成演算
をおこなっていた。
By the way, in order to obtain an image as described above, by using 90 ° selective excitation pulse 24 and 180 ° selective excitation pulse 33 and gradient magnetic fields 15, 16, 17 as shown in FIG.
An image is obtained by acquiring the spin echo, subjecting it to A / D conversion, and then processing it with a computer. In this case, since the spin echo changes abruptly around the peak, it is necessary to find the peak position and data value of the spin echo by interpolation. That is, in order for the computer to obtain a correct reconstructed image from the A / D converted values, the points before and after the maximum value are used to calculate the peak position x p of the spin echo by least square approximation calculation, etc. as shown in FIG. Need to calculate. Also, as shown in FIG. 6, the peak position x p and the maximum value position max p
It is created by interpolation of the position where the data point is shifted by Dx p from the AD point using Dx p of the difference of. Specifically, a quadratic function that passes through two points before and after (a total of three points) for one data point is used to calculate the data value of the point that is deviated by Dx p on the time axis, and this data value is used by the electronic computer. Was performing a reconstruction operation.

ところが前述したようにエコーのピーク附近は急激に
変化するため、正しいピークの位置およびデータ補間を
おこなうためには短い時間間隔でAD変換をおこなうか高
次の補間計算をおこなう必要があった。
However, since the vicinity of the peak of the echo changes rapidly as described above, it is necessary to perform AD conversion or high-order interpolation calculation at short time intervals in order to perform correct peak position and data interpolation.

しかし短かい時間間隔でA/D変換をおこなえばデータ
が大量になり、電子計算機内のメモリを大量に必要とす
るため、メモリ容量の限界から正しいピークの位置検出
および補間をおこなうことを可能にするデータの量を確
保することは困難であった。また高次の補間計算をおこ
なうと、電子計算機の処理時間が長くなり、再構成し画
像を得るまでの時間が非常に長くなるという問題点があ
った。
However, if A / D conversion is performed at a short time interval, a large amount of data will be needed, and a large amount of memory will be required in the computer, so it will be possible to perform correct peak position detection and interpolation from the limit of memory capacity. It was difficult to secure the amount of data to be used. In addition, when the high-order interpolation calculation is performed, there is a problem that the processing time of the electronic computer becomes long and the time until reconstructing and obtaining an image becomes very long.

このような問題点を解決するために、この発明の実施
例では磁気共鳴信号のピーク値の前後を検出し、ピーク
値の前後のみA/D変換器のサンプリング周波数をあげ、
電子計算機のメモリに書き込む。すなわちA/D変換され
る電子計算機のメモリに書き込まれたデータの時間間隔
はピークの附近のみ細かくなっている。このデータを用
い計算機は磁気共鳴信号のピークの位置およびデータ補
間をおこなう。なおスピンエコーのピークは、画像の中
心よりずれると急激に激少する。すなわち中心付近のエ
ンコードステップより得られた共鳴信号にのみ前記デー
タ補間をおこなう。
In order to solve such a problem, in the embodiment of the present invention, before and after the peak value of the magnetic resonance signal is detected, and the sampling frequency of the A / D converter is increased only before and after the peak value.
Write to the memory of the computer. That is, the time interval of data written in the memory of the A / D-converted computer becomes fine only near the peak. Using this data, the computer interpolates the position of the peak of the magnetic resonance signal and data interpolation. Note that the spin echo peak sharply decreases as it shifts from the center of the image. That is, the data interpolation is performed only on the resonance signal obtained by the encoding step near the center.

このような構成によると磁気共鳴信号のピーク付近の
データ間隔は短かいため、ピーク付近のデータが急激に
変化しても低次の補間操作により正しいピークの位置お
よび正しいデータ補間をおこなうことができる。
With such a configuration, since the data interval near the peak of the magnetic resonance signal is short, the correct peak position and the correct data interpolation can be performed by the low-order interpolation operation even if the data near the peak changes rapidly. .

A/D変換器のサンプリングクロックは共鳴映像信号の
ピーク付近のみ高いので、計算機のメモリは従来の方式
とかわらない、しかも低次の補間操作をおこなうために
高速データ処理が可能になる。
Since the sampling clock of the A / D converter is high only in the vicinity of the peak of the resonance image signal, the memory of the computer does not change from the conventional method, and high-speed data processing is possible because low-order interpolation operation is performed.

すなわち計算機のメモリ容量とかかわりなく高速に正
しいピークの位置および補間をおこなうことができる。
That is, the correct peak position and interpolation can be performed at high speed regardless of the memory capacity of the computer.

第7図に上記構成を詳細に説明するためのブロック図
を示す。
FIG. 7 shows a block diagram for explaining the above configuration in detail.

同図の電子計算機1は、第8図に示すように予想され
る磁気共鳴信号のピーク位置を予想し、前記信号が急激
に変化する点P1の値をインターフェイス2を通してパル
スシーケンサ3内のレジスタ4に書き込む。また第8図
に示す磁気共鳴信号の変化が少なくなった点P2の値をイ
ンターフェイス2を通してパルスシーケンサ3内のレジ
スタ5に書き込む。電子計算機1は磁気共鳴信号を取り
込むためAD変換器6のサンプリングクロックを作りだす
発振器7の発振指令をおこなう。発振器7の出力は1/n
分周器8に入力され、この分周器8の出力はANDゲート
9に入力される。AD変換されるデータの位置を監視して
いるカウンタ10の出力により、もしP1以前のデータがA/
D変換されているならば、ANDゲート9が開き1/n分周さ
れたクロックがORゲート11に入力され、A/D変換器6の
サンプリングクロックとなる。同時にこのクロックはカ
ウンタ10に入力され、サンプリングの位置がつねに監視
される。このカウンタ10の内容は、比較器12によって、
レジスタ4,5の内容と比較される。もしカウンタ10の内
容がP1をこえていれば、ANDゲート12が開き、発振器7
のクロックがORゲート11を通してA/D変換器6に入力さ
れる。すなわちA/D変換器6には、前記のクロックに比
較し、n倍の周波数のクロックが供給される。カウンタ
の内容がレジスタ5の内容(P2)をこえるとまた前述と
同様の動作により1/nの周期のクロックがA/D変換器6に
入力される。AD変換されたデータはインターフェイス13
を通して電子計算機1に入力され、電子計算機1内のメ
モリに記憶される。このようにして電子計算機1内のメ
モリには、磁気共鳴信号のピーク附近のみ時間間隔の短
かいデータが記憶され、正確にピークの位置が検出さ
れ、データ補間も正しくおこなうことが可能となる。
As shown in FIG. 8, the electronic computer 1 in the figure predicts the expected peak position of the magnetic resonance signal, and the value at the point P1 at which the signal abruptly changes is passed through the interface 2 to the register 4 in the pulse sequencer 3 Write in. Further, the value at the point P2 at which the change of the magnetic resonance signal shown in FIG. 8 is reduced is written into the register 5 in the pulse sequencer 3 through the interface 2. The electronic computer 1 issues an oscillation command of the oscillator 7 that creates a sampling clock of the AD converter 6 to capture the magnetic resonance signal. Output of oscillator 7 is 1 / n
It is input to the frequency divider 8, and the output of this frequency divider 8 is input to the AND gate 9. By the output of the counter 10 which monitors the position of the data to be AD converted, if the data before P1 is A /
If D-converted, the AND gate 9 opens and the clock divided by 1 / n is input to the OR gate 11 and becomes the sampling clock of the A / D converter 6. At the same time, this clock is input to the counter 10 and the sampling position is constantly monitored. The contents of this counter 10 are
It is compared with the contents of registers 4 and 5. If the content of the counter 10 exceeds P1, the AND gate 12 opens and the oscillator 7
Is input to the A / D converter 6 through the OR gate 11. That is, the A / D converter 6 is supplied with a clock having a frequency n times that of the above clock. When the content of the counter exceeds the content (P2) of the register 5, a clock with a cycle of 1 / n is input to the A / D converter 6 by the same operation as described above. Interface 13 for AD converted data
It is input to the electronic computer 1 through and is stored in the memory in the electronic computer 1. In this way, the memory in the electronic computer 1 stores the data having short time intervals only near the peak of the magnetic resonance signal, the peak position is accurately detected, and the data interpolation can be performed correctly.

次に上記データ補間を画像の中心のみについておこな
う実施例を示す。ハチソン(Hutchison)等により提案
されたスピンワープ法を用いて断層MR画像を得る場合の
パルスシーケンスを第4図に示した。スライス面の決定
は勾配磁場GSによって、また第1の方向に関する位置情
報の位相エンコードは勾配磁場GEによって、さらに第1
の方向に直交する第2の方向に関する位置情報の周波数
エンコードは勾配磁場GRによってそれぞれおこなわれ
る。このようなパルスシーケンサ3において、エンコー
ドステップが画像の中心位置を指定した時、すなわちエ
ンコードステップに従って変化する勾配磁場GEが画像の
中心を示す値となった時磁気共鳴信号(SIG)のピーク
値は最大となり、エンコードステップが画像の中心位置
より離れた位置を指定するにつれ磁気共鳴信号のピーク
値は急激に減少する。すなわちパルスシーケンサ3は画
像の中心の前後に相当する2個のエンコードステップを
記憶し、電子計算機1より入力されるエンコードパルス
をカウントし、前記2個のエンコードステップと比較し
もし現在のエンコードステップが記憶された2個のエン
コードステップにあるならば、シーケンスコントローラ
は最初に示した実例に従って、磁気共鳴信号のピーク値
付近のみ細くAD変換する。このようにしてさらに効率よ
くデータ補間が可能になる。
Next, an embodiment in which the data interpolation is performed only on the center of the image will be described. A pulse sequence for obtaining a tomographic MR image using the spin warp method proposed by Hutchison et al. Is shown in FIG. The slice plane is determined by the gradient magnetic field G S , and the phase encoding of the position information in the first direction is performed by the gradient magnetic field G E.
The frequency encoding of the position information regarding the second direction orthogonal to the direction is performed by the gradient magnetic field G R. In such a pulse sequencer 3, when the encoding step specifies the center position of the image, that is, when the gradient magnetic field G E which changes according to the encoding step becomes a value indicating the center of the image, the peak value of the magnetic resonance signal (SIG). Becomes maximum, and the peak value of the magnetic resonance signal sharply decreases as the encoding step specifies a position away from the center position of the image. That is, the pulse sequencer 3 stores two encoding steps corresponding to before and after the center of the image, counts the encoding pulses input from the electronic computer 1, and compares them with the two encoding steps. If there are two stored encoding steps, the sequence controller finely AD-converts only around the peak value of the magnetic resonance signal according to the first example shown. In this way, data interpolation can be performed more efficiently.

なお読み取り方向のみデータ補間をおこなっているが
エンコード方向のデータ補間もあわせおこなってもよ
い。
Although data interpolation is performed only in the reading direction, data interpolation in the encoding direction may also be performed.

このように上記の構成によれば前記装置内の電子計算
機のメモリ容量の制限をうけずしかも高次のデータ補間
をおこなう必要がないため高速に再構成が可能となり、
正しい画像再構成が可能となる。
As described above, according to the above configuration, it is possible to reconfigure at high speed because there is no need to perform the high-order data interpolation without being limited by the memory capacity of the electronic computer in the device,
Correct image reconstruction is possible.

一方、前述のような磁気共鳴映像装置の送受信系には
第9図,第10図に示されるような、ダイオード40,40′
とフェライトコア41,41′(磁性部品)で構成された、
ミキサ(D・B・M.)が用いられている。このミキサは
周波数帯域が広く、混変調等に強く、特性的に非常に優
れている。
On the other hand, in the transmission / reception system of the magnetic resonance imaging apparatus as described above, the diodes 40, 40 'as shown in FIGS. 9 and 10 are used.
And ferrite cores 41, 41 '(magnetic parts),
A mixer (D.B.M.) is used. This mixer has a wide frequency band, is resistant to cross modulation, etc., and is extremely excellent in characteristics.

磁気共鳴映像装置下で、このミキサは静磁場や交流磁
場等の外部磁界中またはその周辺におかれる。そのため
ミキサに内蔵されるフェライトコア41,41′で発生する
磁界に、外部磁場の磁界が影響し、特性の不良や誤動作
の原因となる。特に磁気共鳴映像装置においては、微少
信号の高感度検出、SN比の向上と言った問題とあいまっ
て非常に大きなところを占める。
Under magnetic resonance imaging, this mixer is placed in or around an external magnetic field, such as a static or alternating magnetic field. Therefore, the magnetic field of the external magnetic field influences the magnetic field generated by the ferrite cores 41, 41 'built into the mixer, which causes defective characteristics and malfunction. Particularly, in a magnetic resonance imaging apparatus, it is a very big part together with the problems such as high-sensitivity detection of minute signals and improvement of SN ratio.

このような問題点に対してはフェライトコア等、磁性
体を内装する部品に、磁気シールドを施すことが望まし
い。このようにすると、外部磁場の磁界が、部品内部に
通過しない。
For such a problem, it is desirable to apply a magnetic shield to a part containing a magnetic material such as a ferrite core. In this way, the magnetic field of the external magnetic field does not pass inside the component.

第11図は、磁気シールドの具体例を示す構成図であ
る。DBMのケース51には、ダイオードやフェライトコア
(磁性体)が内蔵されている。これを囲むように磁気シ
ールド52、この中を通る基板(両面)53がある。54は基
板の半田面、55は部品面で56はある強度をもった外部磁
場(矢印の太さにその強さは比例)である。今DBMのケ
ース51内は、磁気シールド52によって、外部磁場56と完
全に遮断され、DBMの動作、特性には何ら悪影響を与え
ない。磁界は、例えば、同図の矢印の方向からかかる
が、どの方向でも効果は同様である。また、配線を行う
ため、磁気シールド52を多少切除して用いるが、効果に
は影響ない。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a specific example of the magnetic shield. The DBM case 51 contains a diode and a ferrite core (magnetic material). There is a magnetic shield 52 so as to surround it, and a substrate (both sides) 53 passing through it. 54 is a solder surface of the substrate, 55 is a component surface, and 56 is an external magnetic field having a certain strength (the strength is proportional to the thickness of the arrow). Now, the inside of the case 51 of the DBM is completely shielded from the external magnetic field 56 by the magnetic shield 52, so that the operation and characteristics of the DBM are not adversely affected. The magnetic field is applied, for example, in the direction of the arrow in the figure, but the effect is the same in any direction. In addition, although the magnetic shield 52 is used after being cut off for wiring, it does not affect the effect.

第12図は、本発明の第二の実施例を示す構成図であ
る。51はDBM、52は第一磁気シールド、52′は第二磁気
シールド53は基板(両面)。54は基板の半田面55は部品
面。57は第一の実施例より強い外部磁場である。
FIG. 12 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. 51 is a DBM, 52 is a first magnetic shield, 52 'is a second magnetic shield 53 is a substrate (both sides). 54 is the solder side of the board and 55 is the component side. 57 is an external magnetic field stronger than that in the first embodiment.

第12図に関して説明を行う。第一の実施例と比較し
て、外部磁場57の強度は増加しているが、その分、二重
(又は必要に応じ複数)シールド、第一磁気シールド5
2,第二磁気シールド52′により、DBM51には、外部磁場5
7が到達しない。
A description will be given with reference to FIG. Although the strength of the external magnetic field 57 is increased as compared with the first embodiment, the double (or more if necessary) shield and the first magnetic shield 5 are correspondingly increased.
2, the second magnetic shield 52 'causes the external magnetic field 5
7 does not reach.

第13図は、本発明の第三の実施例を示す構成図であ
る。51はDBM,52は磁気シールド(厚さや材質が第一、第
二の実施例と異なる),53は基板,54は基板の半田面,55
は部品面。58は、外部磁場である。
FIG. 13 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention. 51 is a DBM, 52 is a magnetic shield (thickness and material are different from those of the first and second embodiments), 53 is a substrate, 54 is a solder surface of the substrate, 55
Is the component side. 58 is an external magnetic field.

第13図に関して説明を行う。磁気シールド52の厚さ、
材質の変化によるシールド効果は、厚さには比例し、ま
た材質では、パーマロイやスーパーマロイ等が大きい事
が一般に知られている。よって、第一、第二の実施例以
外に、磁気シールド52の厚さを変えたり、材質を選択す
ることでも、外部磁場58のDBM51内への影響が防止され
る。
A description will be given with reference to FIG. The thickness of the magnetic shield 52,
It is generally known that the shielding effect due to a change in material is proportional to the thickness and that the material is large such as permalloy or supermalloy. Therefore, in addition to the first and second embodiments, the influence of the external magnetic field 58 on the DBM 51 can be prevented by changing the thickness of the magnetic shield 52 or selecting the material.

このように上記のような構成によると、外部磁界から
DBM内部への影響がなくなり、DBMを含む送受信系の動作
が安定し、再現性の良い信頼性の高い磁気共鳴映像装置
が得られる。
In this way, according to the above configuration, from the external magnetic field
There is no influence on the inside of the DBM, the operation of the transmission / reception system including the DBM is stable, and a magnetic resonance imaging apparatus with good reproducibility and high reliability can be obtained.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明によると高速イメージング
を行なうのに高価な電源を必要とせず、従来装置の電源
のままで高速イメージングが可能である。また、コイル
が移動可能であることにより、高速イメージングが特に
必要な心臓や腹部の撮像を高速イメージングで行ない、
他は従来法で行なうといった利用も可能である。さら
に、サーフェスコイルとの組み合わせにより高S/N、高
分解能の高速イメージングが可能である。
As described above, according to the present invention, high-speed imaging is not required to perform high-speed imaging, and high-speed imaging can be performed with the power source of the conventional apparatus. In addition, since the coil is movable, high-speed imaging can be performed for the heart and abdomen that require high-speed imaging.
Others such as the conventional method can be used. Furthermore, high-speed imaging with high S / N and high resolution is possible by combining with a surface coil.

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

第1図は本発明に係る磁気共鳴映像装置の一実施例を示
すブロック図、第2図、第3図は、その勾配コイル部の
一実施例、第4図は、パルスシーケンスを示すタイムチ
ャート図、第5図は、磁気共鳴信号のピークをもとめる
図、第6図は、データ補間を行う図、第7図は本発明の
他の実施例を示すブロック図、第8図は、磁気共鳴信号
のサンプリング法を示す図、第9図は、ダブルバランス
・ミキサの内部を示す図、第10図は、ダブルバランス・
ミキサの配線図、第11図、第12図、第13図は、本発明の
他の実施例を示す図、第14図は、エコープラナー法のパ
ルスシーケンスを示す図、第15図は、高速フーリエ法の
パルスシーケンスを示す図である。 1……電子計算機、25……パルス発生器 2,13……インターフェース、27……デュプレクサ 3……パルスシーケンサ、28……コイル 4,5……レジスタ、30……位相敏感検波回路 6……A/D変換器、37……勾配磁場コントローラ 7……発振機、39……勾配磁場生成コイル 8……分周機、40,40′……ダイオード 10……カウンタ、41,41′……フェライトコア 15,16,17……勾配磁場 19……局所用勾配コイル 21……被検体 22……静磁場生成コイル 23……励磁用電源 24,33……選択励起パルス
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are embodiments of a gradient coil unit thereof, and FIG. 4 is a time chart showing a pulse sequence. 5 and 5 are diagrams for obtaining peaks of magnetic resonance signals, FIG. 6 is a diagram for performing data interpolation, FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is magnetic resonance. Fig. 9 shows the signal sampling method, Fig. 9 shows the inside of the double balance mixer, and Fig. 10 shows the double balance mixer.
Wiring diagram of the mixer, FIG. 11, FIG. 12, FIG. 13 is a diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 14 is a diagram showing a pulse sequence of the echo planar method, FIG. 15 is a high speed It is a figure which shows the pulse sequence of a Fourier method. 1 …… Computer, 25 …… Pulse generator 2,13 …… Interface, 27 …… Duplexer 3 …… Pulse sequencer, 28 …… Coil 4,5 …… Register, 30 …… Phase sensitive detection circuit 6 …… A / D converter, 37 ... Gradient magnetic field controller 7 ... Oscillator, 39 ... Gradient magnetic field generating coil 8 ... Divider, 40,40 ′ …… Diode 10 …… Counter, 41,41 ′ …… Ferrite core 15,16,17 …… Gradient magnetic field 19 …… Local gradient coil 21 …… Subject 22 …… Static magnetic field generating coil 23 …… Excitation power supply 24,33 …… Selective excitation pulse

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被検体に一様な静磁場を印加するととも
に、勾配磁場をスイッチングさせてパルス的に印加し、
被検体内からの磁気共鳴信号を検出して映像化する磁気
共鳴映像装置において、主勾配磁場コイルよりも小形
で、被検体の一部に設置して傾斜磁場を与える局所用勾
配磁場コイルを具備し、特定部位の高速イメージングを
行なう事を特徴とした磁気共鳴映像装置。
1. A uniform static magnetic field is applied to a subject, and a gradient magnetic field is switched and applied in a pulsed manner.
A magnetic resonance imaging apparatus for detecting and imaging a magnetic resonance signal from the inside of a subject, comprising a local gradient magnetic field coil that is smaller than the main gradient magnetic field coil and is installed in a part of the subject to provide a gradient magnetic field. The magnetic resonance imaging device is characterized by performing high-speed imaging of a specific part.
【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の磁気共鳴映像
装置において、局所用勾配磁場コイルは、均一静磁場発
生コイルを含む装置本体や寝台等に固定せず、被検体の
任意部位に移動して使用できる様、装置本体等を分離型
にした事を特徴とする磁気共鳴映像装置。
2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the local gradient magnetic field coil is not fixed to the main body of the apparatus including the uniform static magnetic field generating coil, the bed, etc., but to an arbitrary portion of the subject. A magnetic resonance imaging device characterized in that the main body of the device is separated so that it can be moved and used.
【請求項3】特許請求の範囲第1項記載の磁気共鳴映像
装置において局所用勾配磁場コイルとして、Rectangule
r Current Loop型の勾配磁場コイルを用いる事を特徴と
した磁気共鳴映像装置。
3. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the local gradient magnetic field coil is a Rectangule.
A magnetic resonance imaging device characterized by using a current loop type gradient magnetic field coil.
【請求項4】特許請求の範囲第1項記載の磁気共鳴映像
装置において局所用勾配磁場コイルと、サーフェスコイ
ルを併用して撮像を行なう事を特徴とした磁気共鳴映像
装置。
4. A magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein a local gradient magnetic field coil and a surface coil are used together for imaging.
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