JPH09154831A - Magnetic resonance imaging method and device - Google Patents

Magnetic resonance imaging method and device

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Publication number
JPH09154831A
JPH09154831A JP7323175A JP32317595A JPH09154831A JP H09154831 A JPH09154831 A JP H09154831A JP 7323175 A JP7323175 A JP 7323175A JP 32317595 A JP32317595 A JP 32317595A JP H09154831 A JPH09154831 A JP H09154831A
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JP
Japan
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magnetic field
slice
gradient magnetic
fat
image
Prior art date
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Application number
JP7323175A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Tokunaga
裕 徳永
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09154831A publication Critical patent/JPH09154831A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To concurrently provide a fat-restrained water image and a fat image under the proper maintenance of an S/N ratio even in the case of an imaging sequence related to the FE method. SOLUTION: This method uses the pulse sequence where nucleus spins in a testee are selectively excited, and echo signals generated due to the selective excitation are collected through the reversal of gradient magnetic field in a reading direction. Also, the frequency band of RF pulses for the selective excitation is set at a value corresponding to or nearly corresponding to a frequency difference resulting from the chemical shift of the water and fat components of the testee. Also, slab thickness along a slicing direction is set at desired interest thickness. In this case, the gradient magnetic field in the slicing direction is set, so as to select a slicing direction zone two times as large as the slab thickness. Then, a pulse sequence is twice implemented by changing a slice encoding amount resulting from the gradient magnetic field along the slicing direction, and available echo signals are Fourier transformed in a three- dimensional way in three directions including the slicing direction. As a result, water and fat component images for adjacent slabs can be provided concurrently.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体内の原子核
スピンの磁気共鳴現象を利用したMRI(磁気共鳴イメ
ージング)に係り、とくに、読出し方向傾斜磁場の極性
を反転させてエコー信号収集を行うパルスシーケンス
(FE法など)を採用し、被検体の水成分の画像と脂肪
成分の画像とを別々に得ることができるMRイメージン
グ方法及びMRI装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to MRI (magnetic resonance imaging) utilizing the magnetic resonance phenomenon of nuclear spins in a subject, and in particular, echo signals are acquired by reversing the polarity of a gradient magnetic field in the reading direction. The present invention relates to an MR imaging method and an MRI apparatus that can adopt a pulse sequence (FE method or the like) and separately obtain an image of a water component and an image of a fat component of a subject.

【0002】[0002]

【従来の技術】医療用のMRI装置は、静磁場中に置か
れた被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波信
号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生するMR信
号に基づいて画像を再構成したり、スペクトルを得る装
置である。
2. Description of the Related Art An MRI apparatus for medical use magnetically excites nuclear spins of a subject placed in a static magnetic field with a high frequency signal of Larmor frequency, and an image is generated based on an MR signal generated by the excitation. It is a device for reconstructing and obtaining spectra.

【0003】被検体のMR画像を得る場合、撮像断面内
に在る脂肪は化学シフトに因って通常、アーチファクト
などの原因になるから、脂肪からのMR信号はなるべく
収集しないようにする脂肪抑制が必要である。
When obtaining an MR image of a subject, fat existing in an imaging cross section usually causes an artifact due to a chemical shift. Therefore, MR signals from fat are not collected as much as possible. is required.

【0004】パルスシーケンスがSE(スピンエコー)
法にしたがう場合、例えば90度と180度のRFパル
スが使用されるので、この2つのRFパルスを水、脂肪
別に周波数帯域を異ならせることで、水のみを励起して
大略、水成分のみの画像を得る手法が知られている。
The pulse sequence is SE (spin echo)
According to the method, for example, RF pulses of 90 degrees and 180 degrees are used. Therefore, by differentiating the frequency bands of these two RF pulses between water and fat, only water is excited and generally only the water component is excited. A method for obtaining an image is known.

【0005】これに対して、FE(グラジェントフィー
ルドエコー)法の場合、使用するRFパルスの数は1個
である。このため、RFパルスの周波数帯域を狭くした
としても、それだけでは化学シフトに因って関心スライ
ス面外の脂肪も励起され、脂肪からのMR信号が受信信
号に混入してしまう。そこで、FE法についてもいくつ
かの脂肪抑制技術が用いられている。これを図9及び図
10に示す。
On the other hand, in the case of the FE (gradient field echo) method, the number of RF pulses used is one. Therefore, even if the frequency band of the RF pulse is narrowed, the fat outside the slice plane of interest is also excited due to the chemical shift, and the MR signal from the fat is mixed in the received signal. Therefore, some fat suppression techniques are also used for the FE method. This is shown in FIGS. 9 and 10.

【0006】図9に示すイメージング手法はFE法の場
合のDIXON法として知られている。エコーピークに
て水と脂肪のスピン位相Δφが逆相になるようにエコー
時間TEを設定して「out phase 」の状態を作り出し、
脂肪と水のエコー信号同士を相殺させる。通常、水のエ
コー信号強度の方が脂肪のそれよりも大きいので、大
略、水のみのエコー信号を取り出すことができる。
The imaging method shown in FIG. 9 is known as the DIXON method in the case of the FE method. At the echo peak, the echo time TE is set so that the spin phases Δφ of water and fat are in opposite phases, and the state of “out phase” is created.
Cancel the echo signals of fat and water. Usually, the echo signal intensity of water is higher than that of fat, so that an echo signal of only water can be extracted.

【0007】図10に示すイメージング手法は脂肪抑制
用のプリパルスを用いたFE法のシーケンスである。脂
肪のプロトンスピンの周波数成分をプリパルスによりof
fresonance で事前飽和させ、その後にエコー信号を収
集する。脂肪は事前飽和されているので、画像データ収
集時のエコー信号には脂肪からのエコー信号は殆ど入る
ことなく、水のプロトンスピンのMR画像(水画像)を
得ることできる。
The imaging method shown in FIG. 10 is a sequence of the FE method using a prepulse for fat suppression. Frequency component of fat proton spins of pre-pulse of
Presaturate with fresonance and then collect echo signals. Since the fat is pre-saturated, the echo signal at the time of image data acquisition hardly contains the echo signal from the fat, and the MR image (water image) of the proton spin of water can be obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たFE法にかかる従来技術にも以下のような不都合があ
る。
However, the prior art related to the above-mentioned FE method also has the following inconveniences.

【0009】まず、図9に示すDIXON法を利用した
イメージング手法の場合、水と脂肪が混在している被検
体部位に対しては脂肪抑制が有効であるが、撮像部位が
脂肪のみの場合、相殺作用が無いことから、脂肪抑制が
実際的に効かない。
First, in the case of the imaging method using the DIXON method shown in FIG. 9, fat suppression is effective for a subject region in which water and fat are mixed, but when the imaged region is only fat, Since there is no offsetting effect, fat suppression is practically ineffective.

【0010】また図10に示すプリパルスを使ったイメ
ージング手法の場合、プリパルスを使うが故に、MTC
(magnetization transfer contrast )効果により、水
成分からのMR信号値が低くなり、S/N比が下がると
ともに、コントラストも低下するという不都合があっ
た。
Further, in the case of the imaging method using the prepulse shown in FIG. 10, since the prepulse is used, the MTC
Due to the effect of (magnetization transfer contrast), the MR signal value from the water component is lowered, the S / N ratio is lowered, and the contrast is also lowered.

【0011】さらに、この図9及び図10のイメージン
グ手法は両方とも、脂肪を嫌う立場から、画像から脂肪
を排除する技術であった。診断によっては、水のみの画
像と合わせて脂肪のみの画像も有益になることもある
が、上述したイメージング法では両方を同時に得ること
ができない。
Further, both of the imaging techniques shown in FIGS. 9 and 10 are techniques for eliminating fat from an image from the standpoint of hating fat. Depending on the diagnosis, an image of fat alone may be useful together with an image of water only, but the imaging method described above cannot obtain both images at the same time.

【0012】本発明は、このような従来技術による不都
合に鑑みてなされたもので、FE法に係る撮像シーケン
スであっても、S/N比を良好に保持しながら、脂肪抑
制した殆どが水成分のみの画像(水画像)と殆どが脂肪
のみの画像(脂肪画像)とを同時に得ることを、その目
的とする。
The present invention has been made in view of such inconveniences caused by the prior art. Even in the imaging sequence according to the FE method, most of the fat-suppressed water is maintained while maintaining a good S / N ratio. The purpose is to simultaneously obtain an image of only components (water image) and an image of mostly fat only (fat image).

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
め、本発明のMRイメージング方法は、静磁場中に置か
れた被検体にスライス方向傾斜磁場と共に選択励起用R
Fパルスを印加して被検体内の原子核スピンを選択励起
し、この選択励起に伴って生じるエコー信号をリード方
向傾斜磁場の反転により読み出すパルスシーケンスを使
用するもので、前記RFパルスの周波数帯域を前記被検
体の水成分と脂肪成分の化学シフトによる周波数差に相
当又は略相当する値に設定し、スライス方向のスラブ厚
さを所望の関心スライス厚さに設定し、前記スライス方
向傾斜磁場を前記スラブ厚さの2倍のスライス方向領域
を選択するように設定するとともに、前記スライス方向
傾斜磁場によるスライスエンコード量を変えて2回、前
記パルスシーケンスを実行し、このパルスシーケンス実
行により得たエコー信号を前記スライス方向を含む3方
向に3次元フーリエ変換し、これにより前記スラブ厚さ
分の水成分の画像及び脂肪成分の画像を得る。
In order to achieve the above object, the MR imaging method according to the present invention provides an R for selective excitation together with a gradient magnetic field in the slice direction on an object placed in a static magnetic field.
An F pulse is applied to selectively excite nuclear spins in a subject, and a pulse sequence for reading out an echo signal generated by this selective excitation by reversing a gradient magnetic field in the read direction is used. The value corresponding to or approximately equivalent to the frequency difference due to the chemical shift of the water component and the fat component of the subject is set to a value substantially equivalent to the slice direction slab thickness is set to the desired slice thickness of interest, and the slice direction gradient magnetic field is The echo sequence obtained by executing the pulse sequence twice by changing the slice encode amount by the slice direction gradient magnetic field while setting the slice direction region twice the slab thickness to be selected. Is three-dimensionally Fourier-transformed in three directions including the slicing direction to obtain an image of the water component corresponding to the slab thickness. Obtaining an image of fine fat components.

【0014】前記パルスシーケンスは例えば、FE法に
基づくパルスシーケンスである。
The pulse sequence is, for example, a pulse sequence based on the FE method.

【0015】また、本発明のMRI装置は、静磁場中に
置かれた被検体にスライス方向傾斜磁場と共に選択励起
用RFパルスを印加して被検体内の原子核スピンを選択
励起し、この選択励起に伴って生じるエコー信号をリー
ド方向傾斜磁場の反転により読み出すパルスシーケンス
を使用するようにした装置で、前記選択励起パルスの周
波数帯域を前記被検体の水成分と脂肪成分の化学シフト
による周波数差に相当又は略相当する値に設定し、スラ
イス方向のスラブ厚さを所望の関心スライス厚さに設定
し、前記スライス方向傾斜磁場を前記スラブ厚さの2倍
のスライス方向領域を選択するように設定するととも
に、前記スライス方向傾斜磁場によるスライスエンコー
ド量を変えて2回、前記パルスシーケンスを実行する手
段と、このパルスシーケンス実行により得たエコー信号
をスライス方向を含む3方向に3次元フーリエ変換する
手段とを備え、これにより前記スラブ厚さ分の水成分の
画像及び脂肪成分の画像を得る。
Further, the MRI apparatus of the present invention applies a selective excitation RF pulse together with a gradient magnetic field in the slice direction to a subject placed in a static magnetic field to selectively excite nuclear spins in the subject, and this selective excitation. An apparatus adapted to use a pulse sequence for reading out an echo signal generated by the reversal of a gradient magnetic field in the read direction, wherein the frequency band of the selective excitation pulse is a frequency difference due to a chemical shift between the water component and the fat component of the subject. The slice thickness in the slice direction is set to a desired slice thickness of interest, and the gradient magnetic field in the slice direction is set to select a slice direction region having twice the slab thickness. In addition, the means for executing the pulse sequence twice by changing the slice encode amount by the slice direction gradient magnetic field and the pulse sequence. And means for three-dimensional Fourier transform of the echo signal obtained by the cans run in three directions including a slice direction, thereby obtaining an image of an image and fat component of the water component of the slab the thickness of.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、この発明の一つの実施の形
態を図1〜図5を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0017】この実施形態にかかるMRI(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MRI
装置は、被検体Pを載せる寝台部と、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、高周波信号を送受信する送受信部と、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。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an MRI (magnetic resonance imaging) apparatus according to this embodiment. This MRI
The apparatus includes a bed part on which the subject P is placed, a magnet part for generating a static magnetic field, a gradient magnetic field part for adding position information to the static magnetic field, a transmitter / receiver part for transmitting and receiving a high frequency signal, a system control and an image re-display. It is provided with a control / arithmetic unit responsible for the configuration.

【0018】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(診断用空間)の軸
方向(Z軸方向)に静磁場H0 を発生させる。寝台部
は、被検体Pを載せた天板を磁石1の開口部に退避可能
に挿入でき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 axial direction (Z-axis direction) of the cylindrical opening (diagnosis space) into which the subject P is loosely inserted. The couch is configured such that the top plate on which the subject P is placed can be retractably inserted into the opening of the magnet 1.

【0019】傾斜磁場部は、磁石1に組み込まれた傾斜
磁場コイルユニット3を備える。この傾斜磁場コイルユ
ニット3は、X、Y、Z軸方向の3組(種類)のx,
y,zコイル3x〜3zを備える。x,y,zコイル3
x〜3zは静磁場中の撮像領域を均一化させるために1
次のシミングにも使われる。
The gradient magnetic field section includes a gradient magnetic field coil unit 3 incorporated in the magnet 1. The gradient magnetic field coil unit 3 includes three sets (types) of x, X, Y, and Z axis directions.
The y and z coils 3x to 3z are provided. x, y, z coil 3
x to 3z is 1 to homogenize the imaging region in the static magnetic field.
Also used for the next shimming.

【0020】傾斜磁場部はさらに、x,y,zコイル3
x〜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、装置全体を管理するコントローラ6
(コンピュータを搭載)からSE法などに係る、脂肪抑
制パルスを用いたデータ収集用パルスシーケンスを指令
する信号を受ける。これにより、傾斜磁場シーケンサ5
a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X,Y,Z
の内のZ軸方向の傾斜磁場をスライス方向傾斜磁場GS
とし、X軸方向のそれを読出し方向傾斜磁場GR とし、
さらにY軸方向のそれを位相エンコード方向傾斜磁場G
E とする。
The gradient magnetic field section further includes an x, y, z coil 3
A gradient magnetic field power supply 4 for supplying a current to x to 3z and a gradient magnetic field sequencer 5a in the sequencer 5 for controlling the power supply 4 are provided. The gradient magnetic field sequencer 5a includes a computer and a controller 6 that manages the entire apparatus.
A signal for instructing a data acquisition pulse sequence using a fat suppression pulse, such as the SE method, is received from (equipped with a computer). This allows the gradient magnetic field sequencer 5
a is X, according to the commanded pulse sequence,
The application and strength of each gradient magnetic field in the Y- and Z-axis directions is controlled, and these gradient magnetic fields can be superimposed on the static magnetic field H 0 . In this embodiment, three axes X, Y, Z orthogonal to each other are used.
Z-axis slice direction gradient magnetic fields in the magnetic gradient G S of the
And that in the X-axis direction is the readout direction gradient magnetic field G R ,
In addition, the gradient magnetic field G in the phase encoding direction in the Y-axis direction
Let E.

【0021】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RF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ーケンサ
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
せるためのラーモア周波数のRF電流パルスをRFコイ
ル7に供給する一方、RF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 transmitting / receiving unit is an RF coil 7 arranged near the subject P in the imaging space inside the magnet 1, and this coil 7
A transmitter 8T and a receiver 8R connected to each other, and an RF sequencer 5b (installed with a computer) in the sequencer 5 for controlling the operations of the transmitter 8T and the receiver 8R. Under the control of the RF sequencer 5b, the transmitter 8T and the receiver 8R supply the RF coil 7 with an RF current pulse having a Larmor frequency for exciting nuclear magnetic resonance (NMR), while the RF coil 7 receives the RF current pulse. The received MR signal (high frequency signal) is subjected to various kinds of signal processing to form a corresponding digital signal.

【0022】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て画像データやスペクトルデータ
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1
2と、入力器13とを備えている。演算ユニット10
は、コントローラ6と共働して、シミングなどに伴う各
種の演算のほか、内臓するメモリで形成される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も行う。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
するもので、図2の処理を実施する。
In addition to the controller 6 described above, the control / arithmetic unit also receives the digital data of the MR signal formed by the receiver 8R, computes image data and spectrum data, and a computed image. Storage unit 11 for storing data and display 1 for displaying images
2 and an input device 13. Arithmetic unit 10
Cooperates with the controller 6 to perform various operations such as shimming, placement of actually measured data in a two-dimensional Fourier space formed by a built-in memory, and Fourier transform for image reconstruction. Also do. The controller 6 controls the operation contents and operation timings of the gradient magnetic field sequencer 5a and the RF sequencer 5b while synchronizing them, and executes the processing of FIG.

【0023】次に、この実施形態の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【0024】MRI装置が起動すると、コントローラ6
はスキャン及び画像データ収集をシーケンサ5及び演算
ユニット10に、2回(2ショット)、指令する(図2
ステップS1)。このスキャン及び画像データ収集は図
3に示すパルスシーケンスに基づいて実行される。
When the MRI apparatus is activated, the controller 6
Instructs the sequencer 5 and the arithmetic unit 10 to scan and collect image data twice (two shots) (see FIG. 2).
Step S1). This scanning and image data acquisition are executed based on the pulse sequence shown in FIG.

【0025】このパルスシーケンスでは図のように、F
E法に係る3DFT方式が用いられ、スライスエンコー
ド数が「2」に設定され、選択励起用のRFパルスPの
周波数帯域を被検体の水成分と脂肪成分の化学シフトに
よる周波数差に相当又は略相当する値に設定されてい
る。さらに、スライス方向のスラブ厚さD(図4参照)
が所望の関心スライス厚さに設定され、上記パルスシー
ケンスで用いるスライス方向傾斜磁場GS はスラブ厚さ
Dの2倍のスライス方向領域をスライスエンコードする
ように設定されている。
In this pulse sequence, as shown in FIG.
The 3DFT method according to the E method is used, the number of slice encodes is set to “2”, and the frequency band of the RF pulse P for selective excitation is equivalent to or substantially equal to the frequency difference due to the chemical shift between the water component and the fat component of the subject. It is set to the corresponding value. Furthermore, the slab thickness D in the slice direction (see FIG. 4)
Is set to a desired slice thickness of interest, and the slice-direction gradient magnetic field G S used in the pulse sequence is set to slice-encode a slice-direction region twice the slab thickness D.

【0026】図3に示すように、最初、フリップ角αが
任意のRFパルスPと共にスライス方向傾斜磁場GS
印加される。これにより、所望スラブ厚さDが選択励起
される。このとき、水成分については指定した関心スラ
ブSB1の領域が励起されるが、脂肪成分についてはス
ライス方向の化学シフトに因って1スラブ分だけ、スラ
イス方向傾斜磁場GS の高い側にずれたスラブSB2が
励起される。
As shown in FIG. 3, first, a slice direction gradient magnetic field G S is applied together with an RF pulse P having an arbitrary flip angle α. As a result, the desired slab thickness D is selectively excited. At this time, the designated region of the slab SB1 of interest is excited for the water component, but the fat component is deviated to the high side of the slice-direction gradient magnetic field G S by one slab due to the chemical shift in the slice direction. The slab SB2 is excited.

【0027】この励起後、スライス方向傾斜磁場GS
極性が反転され(この反転パルスを「引戻しパルス
SB」と呼ぶ)、選択励起時の余分なエンコード量の引
戻しが図られる。1回目(1ショット目)のスライスエ
ンコードのときは、例えば、スライス方向傾斜磁場GS
の2つの斜線部A、A′の面積が互いに等しくなり、
「零エンコード」量となるように引戻しパルスGSBの面
積が決められている。
After this excitation, the polarity of the slice-direction gradient magnetic field G S is inverted (this inversion pulse is referred to as “pullback pulse G SB ”) to pull back an extra encoding amount at the time of selective excitation. In the case of the first (first shot) slice encoding, for example, the slice direction gradient magnetic field G S
The areas of the two shaded areas A and A'of
The area of the pullback pulse G SB is determined so that the amount is the “zero encode” amount.

【0028】このスライス方向の引戻しパルスGSBと並
行して、エンコード量可変の位相エンコード方向傾斜磁
場GE 及び読出し方向傾斜磁場GR が印加される。な
お、各回(各ショット)のスライスエンコードにおい
て、この両磁場GE 及びGR は2次元のk空間のエコー
データを収集可能なように印加される。
In parallel with the pullback pulse G SB in the slice direction, a phase encode direction gradient magnetic field G E and a read direction gradient magnetic field G R with variable encoding amounts are applied. In each slice encoding (each shot), both magnetic fields G E and G R are applied so that two-dimensional echo data in the k space can be collected.

【0029】その後、読出し方向傾斜磁場GR の極性を
マイナス側からプラス側に反転させてスピンの位相を収
束させ、エコー信号を発生させる。このエコー信号はR
Fコイル7を介して受信され、受信機8Rに送られる。
受信機8Rでは、エコー信号は直交検波などの所定信号
処理を経てデジタル量のエコーデータが生成される。エ
コーデータは演算ユニット10に送られ、メモリで構成
される3次元k空間上に各エンコード量に応じて配置さ
れる。
After that, the polarity of the read-out direction gradient magnetic field G R is reversed from the minus side to the plus side to converge the phase of the spin and generate an echo signal. This echo signal is R
The signal is received via the F coil 7 and sent to the receiver 8R.
In the receiver 8R, the echo signal is subjected to predetermined signal processing such as quadrature detection to generate digital echo data. The echo data is sent to the arithmetic unit 10 and arranged in the three-dimensional k-space composed of a memory in accordance with each encoding amount.

【0030】このように収集される1回目(1ショット
目)のスライスエンコード時のスピンは、例えば図5
(a)に示すように、水成分と脂肪成分とで同相にされ
る。
The spin during the first (first shot) slice encoding collected in this way is, for example, as shown in FIG.
As shown in (a), the water component and the fat component are in phase.

【0031】次いで、上述と同様の手順で2回目(2シ
ョット目)のスライスエンコードに係るスキャン及びエ
コーデータ収集が実施される。ただし、2回目の場合、
スライス方向傾斜磁場GS の極性反転により形成される
引戻しパルスGSBの面積が1回目のそれとは異なり、図
3中の面積比でA≠A”となる。つまり、「零エンコー
ド」ではないスライスエンコード量でエンコーディング
される。ここでは、エコーデータの水と脂肪のスピン位
相差が例えば図5(b)の如く逆相となるように、2回
目の引戻しパルスGSBの面積が設定されている。
Then, the scan and echo data acquisition relating to the second (second shot) slice encoding are carried out in the same procedure as described above. However, in the case of the second time,
The area of the pullback pulse G SB formed by the polarity reversal of the slice direction gradient magnetic field G S is different from that of the first time, and A ≠ A ″ in the area ratio in FIG. Encoded according to the encoding amount. Here, the area of the second pullback pulse G SB is set such that the spin phase difference between water and fat in the echo data has an opposite phase as shown in FIG. 5B, for example.

【0032】このようにして2回(2ショット)のエコ
ーデータ収集が済むと、コントローラ6は演算ユニット
10にその後の処理を指令する。演算ユニット10は2
ショット分の3次元k空間データを3次元フーリエ変換
(3DFT)する(図2ステップS2)。つまり、3次
元k空間上の位相エンコード方向及び読出し方向のみな
らず、スライス方向にもフーリエ変換を実施する。スラ
イス方向傾斜磁場GSによりスライス方向にも位置情報
を付加してあるので、3次元フーリエ変換の再構成処理
で、画像がスライス方向にも分離され、スライス方向の
スラブSB1,SB2に対応した2枚の2次元再構成画
像が得られる。一方のスラブSB1に対応した2次元画
像は殆どが水成分に対する画像のみの、いわゆる「水画
像」となり、もう一方のスラブSB2に対応した2次元
画像は殆どが脂肪成分のみの、いわゆる「脂肪画像」と
なる。
When the echo data collection is completed twice (two shots) in this way, the controller 6 instructs the arithmetic unit 10 to perform the subsequent processing. The arithmetic unit 10 is 2
Three-dimensional Fourier transform (3DFT) is performed on the shot three-dimensional k-space data (step S2 in FIG. 2). That is, the Fourier transform is performed not only in the phase encoding direction and the reading direction on the three-dimensional k space but also in the slice direction. Since position information is also added to the slice direction by the slice-direction gradient magnetic field G S , the image is also separated into the slice direction by the reconstruction process of the three-dimensional Fourier transform, and 2 corresponding to the slabs SB1 and SB2 in the slice direction. A two-dimensional reconstructed image is obtained. The two-dimensional image corresponding to one slab SB1 is a so-called "water image", which is mostly an image for the water component, and the two-dimensional image corresponding to the other slab SB2 is a so-called "fat image", which is almost only a fat component. It will be.

【0033】再構成された画像データは必要に応じて表
示され、また記憶ユニット11に格納される(図2ステ
ップS3)。
The reconstructed image data is displayed as needed and stored in the storage unit 11 (step S3 in FIG. 2).

【0034】本実施形態では以上のように、化学シフト
を積極的に利用した、スライスエンコード数=2の3D
FT方式のシーケンスを用いている。これにより、FE
法であっても、スライス方向の化学シフトを3DFT方
式のスライスエンコーディングにより分離し、互いに隣
接し合うスラブ位置の水画像と脂肪画像とを同時に得る
ことができる。従来のようなプリパルスを用いなくて
も、脂肪からの信号を排除した、すなわち脂肪抑制した
水画像、及び、水からの信号を排除した脂肪画像を同時
に得ることができるので、水画像のみならず、脂肪画像
も積極的に診断に利用できる。また、プリパルスを用い
ていないので、MTC効果を発生させることはなく、信
号値低下を回避できることから、S/N比を向上させ、
かつココントラストを向上させることができる。さら
に、スライス方向に化学シフトした脂肪を3DFT方式
のスライスエンコードにより水、脂肪に分離する手法で
あるから、脂肪のみの部分であっても、有効に使用でき
る。
In the present embodiment, as described above, 3D with the number of slice encodes = 2, which positively utilizes the chemical shift.
The FT system sequence is used. Thereby, FE
Even in the method, the chemical shift in the slice direction can be separated by the slice encoding of the 3DFT method, and the water image and the fat image at the slab positions adjacent to each other can be simultaneously obtained. Even without using a conventional pre-pulse, it is possible to obtain a water image in which a signal from fat is excluded, that is, a fat image in which fat is suppressed, and a fat image in which a signal from water is excluded, so that not only a water image , Fat images can also be positively used for diagnosis. Further, since the pre-pulse is not used, the MTC effect is not generated, and the signal value decrease can be avoided, thus improving the S / N ratio,
Moreover, the co-contrast can be improved. Furthermore, since the fat that has been chemically shifted in the slice direction is separated into water and fat by slice encoding using the 3DFT method, even a portion containing only fat can be effectively used.

【0035】続いて、本発明に係る変形した実施形態を
図6〜図8に基づいて説明する。これらの実施形態に係
るMRI装置のハードウエア構成は上述と同一である。
Next, a modified embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. The hardware configuration of the MRI apparatus according to these embodiments is the same as described above.

【0036】図6及び図7は、本発明をマルチスラブ撮
像に適用したときのスライス方向のスラブ位置を示して
いる。使用するパルスシーケンスは例えば図3と同様で
ある。図6は、脂肪のスライス方向への化学シフト分だ
けスライス方向にギャップを空けながら、水、脂肪のス
ラブ対を1セットとしてスライス方向にスキャンするも
ので、1スラブ置きに水画像、脂肪画像が得られる。図
7は、これをインターリーブ方式に発展させたもので、
各スラブ位置で水画像、脂肪画像が得られる。
FIGS. 6 and 7 show slab positions in the slice direction when the present invention is applied to multi-slab imaging. The pulse sequence used is similar to that shown in FIG. 3, for example. FIG. 6 shows a case in which a pair of water and fat slab pairs is scanned in the slice direction while leaving a gap in the slice direction by a chemical shift of the fat in the slice direction. can get. Fig. 7 shows the development of this into the interleave method.
A water image and a fat image are obtained at each slab position.

【0037】図8は、本発明をFE法に拠るマルチエコ
ー(ここでは2エコー)撮像に適用させた様子を示して
いる。RFパルスP及びスライス方向傾斜磁場GS によ
り選択励起した後、読み出し方向傾斜磁場GR の時刻t
1、t2での2回の極性反転(変化)によりエコー信号
を収集する。第1回目のエコー信号収集前には、スライ
ス方向傾斜磁場GS の1つ目の引戻しパルスGSB1 によ
りスライス方向の「零エンコード」(パルス面積A=
A′)が与えられている。また第2回目のエコー信号収
集前には、スライス方向傾斜磁場GS の2つ目の引戻し
パルスGSB2 によりスライス方向の「零エンコード」と
は異なるエンコード量(パルス面積A′≠A”)が与え
られている。これにより、スライスエンコードとしては
図3のものと等価になり、マルチエコーにより一度のス
キャンで撮像できるという利点がある。なお、この方式
の場合、第2エコーE2は第1エコーE1よりも信号強
度が低下するので、信号強度について第2エコーE2に
適宜な補正処理を施すことが望ましい。
FIG. 8 shows how the present invention is applied to multi-echo (here, two-echo) imaging based on the FE method. After selective excitation by the RF pulse P and the slice direction gradient magnetic field G S , the time t of the readout direction gradient magnetic field G R.
Echo signals are collected by two polarity inversions (changes) at 1 and t2. Before the first echo signal acquisition, "zero encoding" in the slice direction (pulse area A =) by the first pullback pulse G SB1 of the slice direction gradient magnetic field G S.
A ') is given. Before the second echo signal acquisition, an encoding amount (pulse area A ′ ≠ A ”different from“ zero encoding ”in the slice direction is generated by the second pullback pulse G SB2 of the slice direction gradient magnetic field G S. As a result, the slice encoding becomes equivalent to that shown in Fig. 3 and there is an advantage that an image can be picked up by one scan by multi-echo Note that in this system, the second echo E2 is the first echo. Since the signal strength is lower than that of E1, it is desirable to appropriately correct the second echo E2 for the signal strength.

【0038】なお、本発明に適用するパルスシーケンス
としては、FE法に限らず、2以上のRFパルスにより
エコー収束させるSSFP法も使用できる。
The pulse sequence applied to the present invention is not limited to the FE method, but the SSFP method for echo-focusing with two or more RF pulses can also be used.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るMR
イメージング方法及びMRI装置によれば、読出し方向
傾斜磁場の反転によりエコー信号を収集するパルスシー
ケンスを実行するもので、選択励起用RFパルスの周波
数帯域を水成分と脂肪成分の化学シフトによる周波数差
に相当又は略相当する値に設定し、スライス方向のスラ
ブ厚さを所望の関心スライス厚さに設定し、スライス方
向傾斜磁場をスラブ厚さの2倍のスライス方向領域を選
択するように設定するとともに、スライス方向傾斜磁場
によるスライスエンコード量を変えて2回、パルスシー
ケンスを実行し、このパルスシーケンス実行により得た
エコー信号をスライス方向を含む3方向に3次元フーリ
エ変換するので、これにより、スライス方向に化学シフ
トした脂肪を3DFT法のスライスエンコードに拠って
分離でき、スラブ厚さ分の水成分の画像及び脂肪成分の
画像を同時に得ることができる。したがって、例えば、
FE法に係る撮像シーケンスであっても、S/N比を良
好に保持しながら、脂肪抑制した殆どが水成分のみの水
画像と殆どが脂肪のみの脂肪画像とを同時に得るから、
脂肪抑制も達成でき、かつ脂肪画像を診断に役立てるこ
ともできる。
As described above, the MR according to the present invention
According to the imaging method and the MRI apparatus, a pulse sequence for collecting echo signals is executed by reversing the gradient magnetic field in the reading direction, and the frequency band of the RF pulse for selective excitation is set to the frequency difference due to the chemical shift between the water component and the fat component. The slice thickness in the slice direction is set to a desired slice thickness of interest, and the gradient magnetic field in the slice direction is set to select a slice direction region twice the slab thickness. , The slice sequence is changed twice by changing the slice encode amount by the gradient magnetic field in the slice direction, and the echo signal obtained by executing the pulse sequence is three-dimensionally Fourier-transformed into three directions including the slice direction. The fat that has been chemically shifted to the slab can be separated by the slice encoding of the 3DFT method. Of an image in the image and fat component of the water component is can be obtained simultaneously. So, for example,
Even in the imaging sequence according to the FE method, while maintaining a good S / N ratio, a fat image in which almost all fat components are suppressed and a fat image in which almost all fat components are obtained are obtained at the same time.
Fat suppression can also be achieved, and fat images can be useful for diagnosis.

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

【図1】本発明の一実施形態に係るMRI装置の一例を
示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an MRI apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】コントローラ及び演算ユニットの処理例を示す
フローチャート。
FIG. 2 is a flowchart showing a processing example of a controller and an arithmetic unit.

【図3】同実施形態で用いたFE法に基づくパルスシー
ケンスの一例を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a pulse sequence based on the FE method used in the same embodiment.

【図4】スライス方向における水と脂肪のスラブ位置関
係を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a positional relationship between slabs of water and fat in a slice direction.

【図5】2回の異なるスライスエンコードによる水と脂
肪のスピンの位相状態を説明する図。
FIG. 5 is a diagram illustrating the phase states of spins of water and fat by two different slice encodings.

【図6】変形形態に係るマルチスラブ撮像のスラブ位置
の説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a slab position of multi-slab imaging according to a modification.

【図7】別の変形形態に係るマルチスラブ撮像のスラブ
位置の説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram of slab positions for multi-slab imaging according to another modification.

【図8】さらに別の変形形態に係るマルチエコー撮像の
パルスシーケンス。
FIG. 8 is a pulse sequence for multi-echo imaging according to another modification.

【図9】FE法に基づく従来の撮像法の一例を示すパル
スシーケンス。
FIG. 9 is a pulse sequence showing an example of a conventional imaging method based on the FE method.

【図10】FE法に基づく従来の撮像法のほかの例を示
すパルスシーケンス。
FIG. 10 is a pulse sequence showing another example of the conventional imaging method based on the FE method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 磁石 2 静磁場電源 3 傾斜磁場コイルユニット 4 傾斜磁場電源 5 シーケンサ 6 コントローラ 7 RF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 1 magnet 2 static magnetic field power supply 3 gradient magnetic field coil unit 4 gradient magnetic field power supply 5 sequencer 6 controller 7 RF coil 8T transmitter 8R receiver 10 arithmetic unit 11 storage unit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 静磁場中に置かれた被検体にスライス方
向傾斜磁場と共に選択励起用RFパルスを印加して被検
体内の原子核スピンを選択励起し、この選択励起に伴っ
て生じるエコー信号を読出し方向傾斜磁場の反転により
収集するパルスシーケンスを使用するMRイメージング
方法において、 前記RFパルスの周波数帯域を前記被検体の水成分と脂
肪成分の化学シフトによる周波数差に相当又は略相当す
る値に設定し、スライス方向のスラブ厚さを所望の関心
スライス厚さに設定し、前記スライス方向傾斜磁場を前
記スラブ厚さの2倍のスライス方向領域を選択するよう
に設定するとともに、 前記スライス方向傾斜磁場によるスライスエンコード量
を変えて2回、前記パルスシーケンスを実行し、このパ
ルスシーケンス実行により得たエコー信号を前記スライ
ス方向を含む3方向に3次元フーリエ変換し、これによ
り前記スラブ厚さ分の水成分の画像及び脂肪成分の画像
を得ることを特徴としたMRイメージング方法。
1. A selective excitation RF pulse together with a gradient magnetic field in the slice direction is applied to a subject placed in a static magnetic field to selectively excite nuclear spins in the subject, and an echo signal generated by the selective excitation is generated. In an MR imaging method using a pulse sequence acquired by reversing a readout direction gradient magnetic field, the frequency band of the RF pulse is set to a value corresponding to or substantially corresponding to a frequency difference due to a chemical shift between a water component and a fat component of the subject. Then, the slab thickness in the slice direction is set to a desired slice thickness of interest, the slice direction gradient magnetic field is set so as to select a slice direction region having twice the slab thickness, and the slice direction gradient magnetic field is set. The pulse sequence is executed twice by changing the slice encode amount by the Signal to the three-dimensional Fourier transform in three directions including the slicing direction, thereby MR imaging method and obtaining an image of an image and fat component of the water component of the slab the thickness of.
【請求項2】 前記パルスシーケンスはFE法に基づく
パルスシーケンスである請求項1記載のMRイメージン
グ方法。
2. The MR imaging method according to claim 1, wherein the pulse sequence is a pulse sequence based on the FE method.
【請求項3】 静磁場中に置かれた被検体にスライス方
向傾斜磁場と共に選択励起用RFパルスを印加して被検
体内の原子核スピンを選択励起し、この選択励起に伴っ
て生じるエコー信号を読出し方向傾斜磁場の反転により
収集するパルスシーケンスを使用するようにしたMRI
装置において、 前記RFパルスの周波数帯域を前記被検体の水成分と脂
肪成分の化学シフトによる周波数差に相当又は略相当す
る値に設定し、スライス方向のスラブ厚さを所望の関心
スライス厚さに設定し、前記スライス方向傾斜磁場を前
記スラブ厚さの2倍のスライス方向領域を選択するよう
に設定するとともに、 前記スライス方向傾斜磁場によるスライスエンコード量
を変えて2回、前記パルスシーケンスを実行する手段
と、このパルスシーケンス実行により得たエコー信号を
スライス方向を含む3方向に3次元フーリエ変換する手
段とを備え、これにより前記スラブ厚さ分の水成分の画
像及び脂肪成分の画像を得ることを特徴とするMRI装
置。
3. A nuclear magnetic spin in a subject is selectively excited by applying an RF pulse for selective excitation together with a gradient magnetic field in the slice direction to a subject placed in a static magnetic field, and an echo signal generated by the selective excitation is generated. MRI adapted to use pulse sequence acquired by reversal of read-out direction gradient magnetic field
In the apparatus, the frequency band of the RF pulse is set to a value corresponding to or substantially equivalent to the frequency difference due to the chemical shift of the water component and the fat component of the subject, and the slab thickness in the slice direction is set to a desired slice thickness of interest. The slice sequence gradient magnetic field is set so as to select a slice direction region having twice the slab thickness, and the pulse sequence is executed twice by changing the slice encode amount by the slice direction gradient magnetic field. And means for three-dimensionally Fourier transforming an echo signal obtained by executing this pulse sequence in three directions including a slice direction, thereby obtaining an image of a water component and an image of a fat component corresponding to the slab thickness. An MRI apparatus characterized by:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009178444A (en) * 2008-01-31 2009-08-13 Toshiba Corp Magnetic resonance imaging apparatus
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