JPH0919415A - Magnetic resonance imaging method - Google Patents

Magnetic resonance imaging method

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JPH0919415A
JPH0919415A JP7171088A JP17108895A JPH0919415A JP H0919415 A JPH0919415 A JP H0919415A JP 7171088 A JP7171088 A JP 7171088A JP 17108895 A JP17108895 A JP 17108895A JP H0919415 A JPH0919415 A JP H0919415A
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哲彦 高橋
Kenji Takiguchi
賢治 滝口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To photograph an image off-center without artifact in the sequence that EPI (echo planner) is continuously inverse-read out, gradient magnetic field is applied, and echo signal is measured. SOLUTION: RF pulses having the magnetic resonance frequency (f) are irradiated to a testee, slice selection gradient magnetic field pulses are applied, the readout gradient magnetic field off-set quantity is applied, then continuously inverted readout gradient magnetic field pulses are applied, and the echo signals generated in cycles of the inverted readout gradient magnetic field are detected in time series. The reference frequency of (resonance frequency (f) + off-set frequency Δf) is used to detect the signal (101), the time series data are phase- corrected by the frequency (2Δf) twice the off-set frequency Δf (104) only when the polarity of the inverted readout gradient magnetic field pulse is negative, and the signal arrangement is inverted in the time series direction (103). The signals when the polarity of the inverted readout gradient magnetic field pulse thus processed is negative and the signals when the polarity is positive are used to reconstitute an image.

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、被検体中の水素や
燐等からの核磁気共鳴(以下、「NMR」という)信号
を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を映像化する
磁気共鳴イメージング(MRI)方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention measures nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as "NMR") signals from hydrogen, phosphorus, etc. in an object to visualize nuclear density distribution and relaxation time distribution. A magnetic resonance imaging (MRI) method.

【0002】[0002]

【従来の技術】MRIは、被検体の構成物質である特定
の核種(プロトン、13C、31P)を撮影対象として、静
磁場中に置かれたこれら原子核にそのラーモア周波数と
同じ周波数の高周波磁場を照射することによって核スピ
ンを励起し、その後に生じるNMR信号を計測する。撮
影対象としてプロトンが最も一般的であり、その密度の
空間分布や、励起状態の緩和現象の空間分布を求め、こ
れを画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態
または、機能を2次元もしくは3次元的に撮影する。
2. Description of the Related Art MRI targets a specific nuclide (proton, 13 C, 31 P), which is a constituent material of an object, for radiography at a frequency equal to its Larmor frequency in these atomic nuclei placed in a static magnetic field. A nuclear spin is excited by irradiating a magnetic field, and the NMR signal generated after that is measured. Proton is the most common object to be imaged, and the spatial distribution of its density and the spatial distribution of the relaxation phenomenon of the excited state are obtained, and by imaging this, the form or function of the human head, abdomen, extremities, etc. 2D or 3D image.

【0003】MRIによる撮像方法ではNMR信号に位
置情報を与えるために、計測空間の静磁場に重畳して、
直交する3軸方向の傾斜磁場パルスが与えられる。即
ち、傾斜磁場により異なる位相エンコードを与え、それ
ぞれの位相エンコードで得られるエコー信号を検出す
る。位相エンコードの数は通常1枚の画像あたり12
8、256、512等の値が選ばれる。各エコー信号は
通常128、256、512、1024個のサンプリン
グデータからなる時系列信号として得られる。これらの
データを2次元フーリエ変換して1枚のMR画像を作成
する。
In the MRI imaging method, in order to give positional information to the NMR signal, it is superimposed on the static magnetic field in the measurement space,
Gradient magnetic field pulses in three orthogonal directions are given. That is, different phase encodes are given by the gradient magnetic field, and the echo signals obtained by each phase encode are detected. The number of phase encodes is usually 12 per image.
Values such as 8, 256, 512 etc. are chosen. Each echo signal is usually obtained as a time series signal composed of 128, 256, 512, 1024 sampling data. Two-dimensional Fourier transform is performed on these data to create one MR image.

【0004】ところで従来よりMRIの典型的な撮像方
法として、スピンエコー法、グラディエントエコー法等
の手法が知られているが、近年1回の励起で複数のエコ
ー信号を計測する高速撮像方法が広く行われるようにな
っている。このような高速撮像方法の代表的なシーケン
スであるエコープラナー(EPI)法のシーケンスを図
2に示す。このシーケンスでは、まず検知する磁化を含
む被検体に高周波パルス201を照射すると同時にスラ
イスを選択する傾斜磁場(Gs)パルス202を印加
し、画像化するスライスを選択して励起する。次に位相
エンコード(Ge)のオフセットを与えるパルス203
と読み出し傾斜磁場(Gr)のオフセットを与えるパル
ス205を印加する。そのあとに、極性の反転する読み
出し傾斜磁場パルス206を連続して印加する。反転読
み出し傾斜磁場パルス206は図示する例では台形であ
るが、正弦波であってもよい。読み出し傾斜磁場パルス
206に同期して、位相エンコード傾斜磁場パルス20
4を離散的に印加する。傾斜磁場206の各周期内で反
転読み出し傾斜磁場206の積分値が0になるところ
で、各位相エンコードのエコー信号207が時系列的に
発生するので、これを所定の時間範囲208の間各々サ
ンプリングし時系列データを得る。時間範囲208は典
型的には各々が1ms程度である。一連の動作209に
より画像再構成に必要な全エコーを収集する。即ち、位
相エンコード数が128であれば、128組の時系列デ
ータを収集する。
By the way, conventionally, as a typical imaging method of MRI, methods such as a spin echo method and a gradient echo method have been known. In recent years, a high-speed imaging method for measuring a plurality of echo signals by one excitation is widely used. It is supposed to be done. FIG. 2 shows a sequence of an echo planar (EPI) method which is a typical sequence of such a high speed imaging method. In this sequence, first, a high-frequency pulse 201 is applied to a subject including magnetization to be detected, and at the same time, a gradient magnetic field (Gs) pulse 202 for selecting a slice is applied to select and excite a slice to be imaged. Next, a pulse 203 that gives an offset for phase encoding (Ge)
And a pulse 205 which gives an offset of the read gradient magnetic field (Gr) is applied. After that, the read gradient magnetic field pulse 206 whose polarity is reversed is continuously applied. The inverted read gradient magnetic field pulse 206 is trapezoidal in the illustrated example, but may be a sine wave. In synchronization with the read gradient magnetic field pulse 206, the phase encoding gradient magnetic field pulse 20
4 is applied discretely. In each cycle of the gradient magnetic field 206, when the integrated value of the inverted read gradient magnetic field 206 becomes 0, the echo signals 207 of each phase encoding are generated in time series. Therefore, the echo signals 207 are sampled for a predetermined time range 208. Get time series data. Each time range 208 is typically on the order of 1 ms. A series of operations 209 collects all echoes required for image reconstruction. That is, if the number of phase encodes is 128, 128 sets of time series data are collected.

【0005】また1回の励起で複数のエコー信号を計測
する高速撮像方法として、上記EPIの他、EPIに類
似する手法としてGE&SE(グラディエントエコー・
アンド・スピンエコー法)、分割型EPI法も提案され
ており、例えばGE&SEは図2の動作209の間に更
にスピンを反転する180゜RFパルスを照射するとと
もに、更にブリップ状の位相エンコード傾斜磁場20
4、反転読み出し傾斜磁場206の印加を連続して繰り
返し、エコー信号を計測して、画像再構成に必要な全エ
コーを収集する。また分割型EPI法は図2の動作20
9で、一部分のみの位相エンコードデータを取得し、次
に位相エンコードのオフセットを与えるパルス203を
変化させながら動作209を繰り返し、残りのエコー信
号207を取得する。分割型EPIは、動作209を繰
り返すため一枚の画像を取得するためのデータ取得時間
は長くなるが、動作209内で取得するエコー207の
数が減り、動作209自体は短時間になる。この結果、
エコーの信号低下が少なくなり、高画質の絵が取得でき
る。
Further, as a high-speed imaging method for measuring a plurality of echo signals with one excitation, in addition to the above EPI, GE & SE (gradient echo.
And spin echo method) and a split type EPI method are also proposed. For example, GE & SE irradiates a 180 ° RF pulse that further inverts spin during operation 209 in FIG. 20
4. The application of the reverse readout gradient magnetic field 206 is continuously repeated to measure the echo signal and collect all the echoes necessary for image reconstruction. In addition, the split type EPI method uses the operation 20 of FIG.
In 9, the phase encode data of only a part is acquired, and then the operation 209 is repeated while changing the pulse 203 that gives the offset of the phase encode, and the remaining echo signal 207 is acquired. In the split-type EPI, since the operation 209 is repeated, the data acquisition time for acquiring one image becomes long, but the number of echoes 207 acquired in the operation 209 decreases, and the operation 209 itself becomes short. As a result,
A reduction in echo signal is reduced, and high-quality pictures can be acquired.

【0006】次に上述したEPI及びそれに類似する手
法における画像再構成及び信号補正の方法を図7に示
す。まず参照周波数を実効的に共鳴周波数f[Hz]に
設定し、データを取得する(701)。ここで参照周波数
として共鳴周波数fを用いるのは、信号を高周波から0
周波数に変換し、位置情報に対応する周波数シフトのみ
を信号として取り出すためである。この場合通常は、2
段または、3段の、信号周波数変換により実現してい
る。即ち、各段の参照周波数をf1、f2、f3、とし
て、f=f1+f2+f3とする。最終段は直交検波
(アナログまたはデジタル)である。上記実効的という
意味は、このような多段の変換も含むことを意味してい
る。
Next, FIG. 7 shows a method of image reconstruction and signal correction in the above-mentioned EPI and a method similar thereto. First, the reference frequency is effectively set to the resonance frequency f [Hz], and data is acquired (701). Here, the resonance frequency f is used as the reference frequency because the signal is
This is because the signal is converted into a frequency and only the frequency shift corresponding to the position information is extracted as a signal. In this case usually 2
It is realized by signal frequency conversion of three stages or three stages. That is, the reference frequencies of the respective stages are f1, f2, and f3, and f = f1 + f2 + f3. The final stage is quadrature detection (analog or digital). The term "effective" means that such multistage conversion is also included.

【0007】次に、反転傾斜磁場パルス206の極性を
確認する(702)。たとえば、図2において、最初のエ
コーでは、傾斜磁場パルスの極性は負で、第2のエコー
では、傾斜磁場パルスの極性は正である。極性が負の時
には信号の配列を時間方向に反転する(703)。このよ
うな反転処理を行った信号(時系列データ)と極性が正
のときの信号を使って公知の方法、すなわち2次元フー
リエ変換等により画像再構成をおこなう(704)。
Next, the polarity of the inversion gradient magnetic field pulse 206 is confirmed (702). For example, in FIG. 2, the gradient of the gradient magnetic field pulse is negative in the first echo, and the polarity of the gradient magnetic field pulse is positive in the second echo. When the polarity is negative, the signal array is inverted in the time direction (703). An image is reconstructed by a known method, that is, a two-dimensional Fourier transform or the like, using the signal (time series data) subjected to such inversion processing and the signal when the polarity is positive (704).

【0008】図8は分割型EPIで取得される典型的な
信号配列を、参照周波数=共鳴周波数fの場合について
x−ky空間表示したもので、時間方向反転後の状態を
示している。尚、x−ky空間の表示とは、計測空間k
x−ky上に配列した信号を、kx方向にのみフーリエ
変換し、kx軸をx軸変換した表示である。この図では
信号はkx方向に、4つのグループに分けられており、
信号群81、83は傾斜磁場の極性が負のときの信号
で、信号群82と84は傾斜磁場の極性が正の時の信号
である。時間方向反転後において信号群81から84の
信号はkx方向に位置ずれなく配置される。これらをk
y方向にフーリエ変換をすると図9の画像が得られる。
画像中心91は傾斜磁場の中心、即ち傾斜磁場強度が常
にゼロの断面に一致する。従って傾斜磁場の中心に被検
体の中心が一致するようにセッティングした場合、図の
ように、被検体92は画像中心91に現われる。なお、
93は背景である。
FIG. 8 shows a typical signal sequence acquired by the division type EPI in x-ky space display in the case of reference frequency = resonance frequency f, and shows the state after reversal in the time direction. The display of the x-ky space means the measurement space k
It is a display in which the signals arranged on x-ky are Fourier transformed only in the kx direction and the kx axis is transformed to the x axis. In this figure, the signals are divided into four groups in the kx direction,
The signal groups 81 and 83 are signals when the polarity of the gradient magnetic field is negative, and the signal groups 82 and 84 are signals when the polarity of the gradient magnetic field is positive. After the time direction inversion, the signals of the signal groups 81 to 84 are arranged in the kx direction without displacement. K these
When the Fourier transform is performed in the y direction, the image of FIG. 9 is obtained.
The image center 91 coincides with the center of the gradient magnetic field, that is, the cross section where the gradient magnetic field strength is always zero. Therefore, when the center of the subject is set to coincide with the center of the gradient magnetic field, the subject 92 appears at the image center 91 as shown in the figure. In addition,
93 is the background.

【0009】この際、信号取得時の装置の不可避的な調
整不良、たとえば、傾斜磁場の残留オフセット成分や静
磁場の不均一性等が信号に与える影響は公知の信号補正
により除去される。特にEPI撮影において、RF中心
周波数と共鳴周波数とに周波数差がある場合に、読み出
し傾斜磁場の異なる極性において計測された信号群に周
波数差に起因するずれを生じ、これによりアーチファク
トが発生するため、これを防止する位相補正方法とし
て、たとえば特開平5−31095号において、RF中
心周波数とラーモア周波数の周波数差の関数をサンプリ
ングしたデータに乗算することが開示されている。
At this time, the influence of unavoidable misalignment of the device at the time of signal acquisition, such as residual offset component of the gradient magnetic field and non-uniformity of the static magnetic field, on the signal is removed by known signal correction. Particularly in EPI imaging, when there is a frequency difference between the RF center frequency and the resonance frequency, the signal groups measured at the different polarities of the read gradient magnetic field are displaced due to the frequency difference, which causes artifacts. As a phase correction method for preventing this, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-31095 discloses that sampled data is multiplied by a function of the frequency difference between the RF center frequency and the Larmor frequency.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
EPIシーケンスでは、参照周波数を磁気共鳴周波数f
にあわせて検出しており、この場合、撮影視野中心は傾
斜磁場の中心になる。一方、撮影視野中心を任意に変更
できれば、被検体の重要な部分のみを任意に抽出して、
拡大撮影できるなどの利点がある。撮影視野中心を読み
出し方向にΔx[m]シフトさせるためには、先に述べ
たSE法等の通常の撮影シーケンスでは、実効的な参照
周波数をf+γGxΔxとすればよいことが知られてい
る。ここで、γ[Hz/T]は磁気回転比、Gx[T/
m]は読み出し傾斜磁場強度である。しかし、EPI等
反転する読み出し傾斜磁場を連続印加して複数の信号を
計測する撮像方法では、参照周波数にこのようなオフセ
ット(γGxΔx)を与えた場合、Δf=γGxΔxに
応じた強いアーチファクトが発生してしまう。
As described above, in the conventional EPI sequence, the reference frequency is the magnetic resonance frequency f.
In this case, the center of the field of view becomes the center of the gradient magnetic field. On the other hand, if the center of the imaging field of view can be changed arbitrarily, only the important parts of the subject are arbitrarily extracted,
There are advantages such as magnified shooting. It is known that in order to shift the center of the imaging field of view by Δx [m] in the reading direction, the effective reference frequency may be set to f + γGxΔx in the normal imaging sequence such as the SE method described above. Here, γ [Hz / T] is the gyromagnetic ratio, Gx [T /
m] is the read gradient magnetic field strength. However, in the imaging method in which a plurality of signals are measured by continuously applying a reading gradient magnetic field that inverts, such as EPI, when such an offset (γGxΔx) is applied to the reference frequency, a strong artifact corresponding to Δf = γGxΔx occurs. Will end up.

【0011】本発明は、このアーチファクトを除去し、
EPI及びその類似の撮像方法においても撮影視野中心
をシフトできるようにすることにある。
The present invention eliminates this artifact,
Even in the EPI and similar imaging methods, the center of the imaging field of view can be shifted.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明では、被検体に磁気共鳴周波数fのR
Fパルスを照射すると同時にスライス選択傾斜磁場パル
スを印加してスライス選択するステップと、極性が反転
する読み出し傾斜磁場パルスを連続して印加するととも
に、読み出し傾斜磁場パルスの反転に同期して位相エン
コード傾斜磁場パルスを印加するステップと、反転する
読み出し傾斜磁場の各周期内で発生するエコー信号を時
系列的に検出して時系列データを得るステップとを含む
MRI方法において、エコー信号を検出する参照周波数
として磁気共鳴周波数fに所定のオフセット周波数Δf
を加えた参照周波数(f+Δf)を使って信号を検出
し、読み出し傾斜磁場パルスが第1の極性(負)ときに
取得された時系列データのみにオフセット周波数Δfの
2倍の位相補正処理をするとともに、時系列方向に信号
配列を反転し、処理後のデータ及び反転読み出し傾斜磁
場パルスが第2の極性(正)のときに取得されたデータ
を使って画像再構成し、傾斜磁場中心と異なる位置に撮
影中心を有する画像を得るものである。
In order to solve such a problem, in the present invention, the R of the magnetic resonance frequency f is applied to the subject.
A step of applying a slice selection gradient magnetic field pulse at the same time as irradiating an F pulse and performing slice selection, and a read gradient magnetic field pulse whose polarity is inverted are continuously applied, and a phase encode gradient is synchronized with the inversion of the read gradient magnetic field pulse. In a MRI method including a step of applying a magnetic field pulse and a step of detecting time-series data by time-sequentially detecting echo signals generated within each cycle of a reversing read gradient magnetic field, a reference frequency for detecting an echo signal As a predetermined offset frequency Δf to the magnetic resonance frequency f
The signal is detected by using the reference frequency (f + Δf) added with, and the phase correction process of double the offset frequency Δf is performed only on the time-series data acquired when the read gradient magnetic field pulse has the first polarity (negative). At the same time, the signal array is inverted in the time series direction, and image reconstruction is performed using the processed data and the data acquired when the inverted read gradient magnetic field pulse has the second polarity (positive), and differs from the gradient magnetic field center. An image having a photographing center at a position is obtained.

【0013】参照周波数をf+Δfとした場合、読み出
し傾斜磁場パルスが第1の極性(負)ときに取得された
時系列データは−Δfのオフセット成分を有するデータ
であり、一方読み出し傾斜磁場パルスが第2の極性
(正)ときに取得された時系列データは+Δfのオフセ
ット成分を有するデータとなる。従って第1の極性
(負)のときに取得された時系列データのみに2Δfの
位相補正処理を施すことにより、両データともに参照周
波数fを中心としてΔfのオフセット成分を有したデー
タとなる。このオフセット成分は、傾斜磁場中心から読
み出し方向へのずれΔX(=Δf/γGx)に対応す
る。従って、第1の極性(負)ときに取得された時系列
データを位相補正処理を施すとともに時間方向の反転処
理し、しかる後に処理後の時系列データと第2の極性の
ときに取得された時系列データとを用いて画像再構成す
ることにより、傾斜磁場中心からΔXずれた位置を撮影
中心とする画像を得ることができる。
When the reference frequency is f + Δf, the time-series data acquired when the read gradient magnetic field pulse has the first polarity (negative) is data having an offset component of −Δf, while the read gradient magnetic field pulse is the first. The time-series data acquired when the polarity is 2 (positive) is data having an offset component of + Δf. Therefore, by performing the phase correction processing of 2Δf only on the time-series data acquired when the first polarity (negative), both data become data having the offset component of Δf with the reference frequency f as the center. This offset component corresponds to a deviation ΔX (= Δf / γGx) from the center of the gradient magnetic field in the reading direction. Therefore, the time-series data acquired when the first polarity (negative) is subjected to the phase correction process and the inversion process in the time direction, and then the time-series data after the process and the second polarity are acquired. By reconstructing the image using the time-series data, it is possible to obtain an image with the imaging center at a position deviated from the center of the gradient magnetic field by ΔX.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明のMRI方法を図面
を参照して説明する。図4は本発明が適用される典型的
なMRI装置の構成を示すもので、このMRI装置は被
検体401の周囲に静磁場を発生する磁石402と、該
空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル403と、こ
の領域に高周波磁場を発生するRFコイル404と、被
検体401が発生するMR信号を検出するRFプローブ
405とを備えている。傾斜磁場コイル403は、互い
に直交する3軸(X、Y、Z)方向の傾斜磁場コイルで
構成され、傾斜磁場電源409からの信号に応じてそれ
ぞれ傾斜磁場を発生する。RFコイル404はRF送信
部410の信号に応じて高周波磁場を発生する。RFプ
ローブ405の信号は、信号検出部406で検出され、
信号処理部407で信号処理され、また計算により画像
信号に変換される。画像は表示部408で表示される。
傾斜磁場電源409、RF送信部410、信号検出部4
06は制御部411で制御され、所定の撮像法のための
パルスシーケンスが起動される。尚、ベッド412は被
検体が横たわるためのものである。本発明はこのような
MRI装置における信号検出部406及び信号処理部4
07に主として係わるものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The MRI method of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 shows a configuration of a typical MRI apparatus to which the present invention is applied. This MRI apparatus includes a magnet 402 that generates a static magnetic field around a subject 401 and a gradient magnetic field that generates a gradient magnetic field in the space. A coil 403, an RF coil 404 that generates a high-frequency magnetic field in this region, and an RF probe 405 that detects an MR signal generated by the subject 401 are provided. The gradient magnetic field coil 403 is composed of gradient magnetic field coils in the directions of three axes (X, Y, Z) orthogonal to each other, and generates a gradient magnetic field according to a signal from the gradient magnetic field power source 409. The RF coil 404 generates a high frequency magnetic field according to the signal from the RF transmitter 410. The signal of the RF probe 405 is detected by the signal detection unit 406,
The signal processing unit 407 performs signal processing, and converts it into an image signal by calculation. The image is displayed on the display unit 408.
Gradient magnetic field power source 409, RF transmitter 410, signal detector 4
The control unit 411 controls 06 to activate a pulse sequence for a predetermined imaging method. The bed 412 is for the subject to lie on. The present invention is directed to the signal detecting section 406 and the signal processing section 4 in such an MRI apparatus.
It mainly relates to 07.

【0015】次に本発明のMRI方法を分割EPIを例
として説明する。分割EPIによるパルスシーケンス
は、図2に示すEPIシーケンスと同様にまず検知する
磁化を含む被検体に高周波パルス201を照射すると同
時にスライスを選択する傾斜磁場パルス202を印加
し、画像化するスライスを選択して励起する。次に位相
エンコードのオフセットを与えるパルス203と読み出
し傾斜磁場のオフセットを与えるパルス205を印加す
る。そのあとに、極性の反転する読み出し傾斜磁場パル
ス206を連続して印加する。傾斜磁場パルス206に
同期して、位相エンコード傾斜磁場パルス204を離散
的に印加する。反転読み出し傾斜磁場206の積分値が
0になるところで、即ち傾斜磁場206の各周期内で各
位相エンコードのエコー信号207が時系列的に発生す
るので、これを時間範囲208の間各々サンプリングし
時系列データを得る。この実施例では、一連の動作20
9により画像再構成に必要な全エコーの1/4を収集す
る。即ち、位相エンコード数が256であれば、64の
エコー信号から成る時系列データを収集する。次に位相
エンコードのオフセットを与える傾斜磁場パルス203
を変化ながら動作209を更に3回繰り返し、残りのエ
コー信号207を取得する。
Next, the MRI method of the present invention will be described by taking a divided EPI as an example. In the pulse sequence by the divided EPI, similarly to the EPI sequence shown in FIG. 2, first, the subject including the magnetization to be detected is irradiated with the high-frequency pulse 201, and at the same time, the gradient magnetic field pulse 202 for selecting the slice is applied to select the slice for imaging. And excite. Next, a pulse 203 that gives an offset for phase encoding and a pulse 205 that gives an offset for a read gradient magnetic field are applied. After that, the read gradient magnetic field pulse 206 whose polarity is reversed is continuously applied. The phase encoding gradient magnetic field pulse 204 is discretely applied in synchronization with the gradient magnetic field pulse 206. When the integrated value of the inverted read gradient magnetic field 206 becomes 0, that is, in each period of the gradient magnetic field 206, the echo signals 207 of each phase encoding are generated in time series. Get series data. In this example, a series of operations 20
9 collects 1/4 of all echoes needed for image reconstruction. That is, if the number of phase encodes is 256, time series data consisting of 64 echo signals is collected. Next, a gradient magnetic field pulse 203 that gives an offset for phase encoding
The operation 209 is repeated three more times while changing the above, and the remaining echo signal 207 is acquired.

【0016】次にこのように計測されるエコー信号の本
発明による検出、信号処理及び画像再構成について図1
のフロー図を参照して説明する。尚、これらの処理はデ
ィジタル的に行なうことができる。まずエコー信号は、
信号検出部(図4、406)において参照周波数f+Δ
fを用いて検出される(101)。ここでfは共鳴周波数
(RF周波数)、Δfは画像中心をずらすためのオフセ
ット周波数であり、画像中心からのシフト量Δxに対応
してΔx=Δf/γGxより決められる。具体的には、
静磁場強度が1.5T、共鳴周波数fが63.8MHz
(磁気共鳴比γが42.5x106Hz/T)、傾斜磁
場強度Gxが0.01T/mのMRIにおいて、オフセ
ンター量(傾斜磁場中心からのシフト量)Δxを0.0
2mとするためには、Δx=Δf/γGxより周波数オ
フセット量Δfは8500Hzとなる。尚、参照周波数
f+Δfで検出する際に、多段で周波数変換を行い、各
段の参照周波数の合計がf+Δfとなるようにすること
ができる。
Next, the detection, signal processing and image reconstruction of the echo signal thus measured according to the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to the flowchart of FIG. Incidentally, these processes can be performed digitally. First, the echo signal is
Reference frequency f + Δ in the signal detector (406 in FIG. 4)
It is detected using f (101). Here, f is a resonance frequency (RF frequency), Δf is an offset frequency for shifting the image center, and is determined by Δx = Δf / γGx corresponding to the shift amount Δx from the image center. In particular,
Static magnetic field strength is 1.5T, resonance frequency f is 63.8MHz
(The magnetic resonance ratio γ is 42.5 × 10 6 Hz / T) and the gradient magnetic field strength Gx is 0.01 T / m, the off-center amount (shift amount from the gradient magnetic field center) Δx is 0.0.
In order to obtain 2 m, the frequency offset amount Δf is 8500 Hz from Δx = Δf / γGx. When detecting with the reference frequency f + Δf, frequency conversion may be performed in multiple stages so that the total of the reference frequencies of the respective stages becomes f + Δf.

【0017】次いで、各エコーが発生したときの傾斜磁
場パルス206の極性を確認し(102)、極性が負のと
きに計測されたエコー信号についてオフセット周波数Δ
fの2倍の位相補正を行う(103)。更に、極性が負の
ときに計測されたエコー信号は、時間方向に反転する
(104)。一般にサンプリングされたエコー信号Sは図
3に示すように計測空間に読み出し方向(kx方向)に
配列されるが、極性が負のときに計測されたデータと極
性が正のときに計測されたデータとは、kx方向の配列
方向が異なる(尚、図3ではスキャン数を簡略化して示
している)。従って、時間方向の反転は両データの読み
出し方向の配列を同じにするための処理である。尚、位
相補正(103)及び時間方向の反転(104)はいずれの処
理が先であってもよい。
Next, the polarity of the gradient magnetic field pulse 206 when each echo is generated is confirmed (102), and the offset frequency Δ is measured for the echo signal measured when the polarity is negative.
The phase is corrected twice as much as f (103). Further, the echo signal measured when the polarity is negative is inverted in the time direction (104). Generally, the sampled echo signals S are arranged in the measurement space in the reading direction (kx direction) as shown in FIG. 3, but the data measured when the polarity is negative and the data measured when the polarity is positive. Are different in the arrangement direction in the kx direction (note that the number of scans is simplified in FIG. 3). Therefore, the reversal in the time direction is a process for making the arrays in the reading directions of both data the same. Either the phase correction (103) or the time direction inversion (104) may be performed first.

【0018】位相補正は、信号のサンプリング時間をΔ
t(例えば4ms)とするとき、2Δf・360・Δt
・kxから位相の補正量を求めることができる。即ち、
計測空間の信号S(kx,ky)を時間方向に反転した
後、その位相θ(kx,ky)をθ(kx,ky)+Δ
f・360・Δt・kxに変換し、補正後の信号S'
(kx,ky)を得ることができる。尚、kxはデータ
番号である。
The phase correction is performed by changing the sampling time of the signal by Δ
When t (for example, 4 ms), 2Δf · 360 · Δt
The phase correction amount can be obtained from kx. That is,
After inverting the signal S (kx, ky) in the measurement space in the time direction, its phase θ (kx, ky) is changed to θ (kx, ky) + Δ.
The signal S'after conversion to f.360.Δt · kx and correction
(Kx, ky) can be obtained. Note that kx is a data number.

【0019】この位相補正を、時系列データをx−ky
空間で表示した図5により更に説明する。図5(a)及
び(b)は、分割型EPIによって計測された時系列デ
ータをx−ky空間で表示したもので、図5(a)は位
相補正されていない場合について、図5(b)は位相補
正された場合について、いずれも時間方向反転後の状態
を示している。本実施例において、位相エンコード数は
256であるので、信号群51から54はそれぞれ位相
エンコード64(=256/4)個分であり、信号群5
1、53は傾斜磁場の極性が負のときの信号群を、信号
群52、54は傾斜磁場の極性が正のときの信号群を表
している。
This phase correction is performed by converting the time series data into x-ky.
Further description will be given with reference to FIG. 5 displayed in space. FIGS. 5A and 5B show time-series data measured by the split-type EPI in x-ky space, and FIG. 5A shows a case where no phase correction is performed and FIG. () Shows the state after the time direction reversal in the case where the phase is corrected. In this embodiment, since the number of phase encodes is 256, the signal groups 51 to 54 are 64 (= 256/4) phase encodes each, and the signal group 5
Reference numerals 1 and 53 represent signal groups when the polarity of the gradient magnetic field is negative, and signal groups 52 and 54 represent signal groups when the polarity of the gradient magnetic field is positive.

【0020】上述したように本発明のMRI方法では、
信号検出の参照周波数としてf+Δfを用いているの
で、傾斜磁場の極性が負のときの信号と、正のときの信
号ではそれぞれ傾斜磁場中心を中心としてΔfに相当す
る反対方向のずれを生じることになる。即ち、図5
(a)に示すように傾斜磁場の極性が正のときの信号群
52、54の信号中心56は傾斜磁場中心55に対して
Δx=Δf/γGxだけ右側にシフトしており、傾斜磁
場の極性が負のときの信号群51、53の信号中心57
は傾斜磁場中心55に対してΔx=Δf/γGxだけ左
側にシフトしている。このような信号群51〜54を、
このままky方向にフーリエ変換すると図6(a)のよ
うに被検体62は焦点がずれ、ぼけた画像になってしま
う。
As described above, in the MRI method of the present invention,
Since f + Δf is used as the reference frequency for signal detection, a signal when the polarity of the gradient magnetic field is negative and a signal when the polarity of the gradient magnetic field is positive are different from each other in that there is a deviation in the opposite direction corresponding to Δf about the center of the gradient magnetic field. Become. That is, FIG.
As shown in (a), the signal center 56 of the signal groups 52 and 54 when the polarity of the gradient magnetic field is positive is shifted to the right by Δx = Δf / γGx with respect to the gradient magnetic field center 55, and the polarity of the gradient magnetic field is The signal center 57 of the signal groups 51 and 53 when is negative
Is shifted to the left by Δx = Δf / γGx with respect to the gradient magnetic field center 55. Such signal groups 51 to 54 are
If the Fourier transform is performed in the ky direction as it is, the subject 62 is out of focus and becomes a blurred image as shown in FIG. 6A.

【0021】これに対し本発明では、傾斜磁場の極性が
負のときの信号群51、53に対し、予め2Δfの位相
補正を与えるので、図5(b)に示すように、信号群5
1、53は位相補正しない場合の位置から2x(=2Δ
f/γGx)だけ右側にシフトし、信号中心57’が信
号群52、54の信号中心56と重なるような信号群5
1’、53’に変換される。
On the other hand, according to the present invention, the phase correction of 2Δf is given in advance to the signal groups 51 and 53 when the polarity of the gradient magnetic field is negative. Therefore, as shown in FIG.
1 and 53 are 2x (= 2Δ from the position without phase correction).
f / γGx) is shifted to the right by a signal group 5 such that the signal center 57 ′ overlaps the signal center 56 of the signal groups 52 and 54.
Converted to 1 ', 53'.

【0022】次いで信号51’、52、53’、54の
信号をky方向にフーリエ変換をすることにより画像再
構成することにより(図1、105)、図6(b)に示す
ような被検体63像を得る。この像は図6(a)に示す
図のようなぼけを生じることなく結像しており、画像中
心61は被検体中心64(=傾斜磁場中心)に対してΔ
xシフトしたものとなる。
Then, the signals of the signals 51 ', 52, 53' and 54 are subjected to Fourier transform in the ky direction to reconstruct an image (FIG. 1, 105), and an object as shown in FIG. 6 (b) is obtained. Acquire 63 images. This image is formed without blurring as shown in FIG. 6A, and the image center 61 is Δ with respect to the subject center 64 (= gradient magnetic field center).
It will be x-shifted.

【0023】このように、計測空間で位相補正を行うこ
とにより、所望のシフト量シフトしたオフセンター撮影
が可能となる。また本発明によるオフセンター撮影は、
従来法のように実空間でデータシフトする場合と異な
り、一絵素以下のシフトも補正できるのでアーチファク
トが発生しないため望ましい。以上、本発明のMRI方
法を分割型EPIで説明したが、本発明は1回の励起で
画像形成に必要な全エコーを計測するワンショットEP
Iや、GE&SE法、k空間を図3のようにラスタース
キャンするのではなく螺旋状にスキャンするスパイラル
スキャン法等、エコー信号計測時に反転する読み出し傾
斜磁場を連続して印加する撮像法であれば全て適用で
き、同様の効果を得ることができる。
As described above, by performing the phase correction in the measurement space, it is possible to perform off-center imaging with a desired shift amount. The off-center shooting according to the present invention
Unlike the conventional method in which data is shifted in real space, shifts of one picture element or less can be corrected, so that artifacts do not occur, which is desirable. The MRI method of the present invention has been described above with the split-type EPI. However, the present invention is a one-shot EP that measures all echoes necessary for image formation with one excitation.
I, the GE & SE method, the spiral scanning method of scanning the k space in a spiral shape instead of the raster scanning as shown in FIG. All can be applied and the same effect can be obtained.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のMRI方法によれば、EPIシーケンスのように、連
続反転する読み出し傾斜磁場パルスを印加し、反転磁場
の各周期内で発生するエコー信号を時系列的に検出する
ステップを有する核磁気共鳴イメージング方法におい
て、アーチファクトなしに画像のオフセンター撮影が可
能になる。
As is apparent from the above description, according to the MRI method of the present invention, an echo generated in each cycle of the reversal magnetic field is applied by applying a read gradient magnetic field pulse that is continuously reversed like an EPI sequence. An off-center imaging of an image is possible without artifacts in a nuclear magnetic resonance imaging method having a step of detecting signals in time series.

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

【図1】本発明のMRI方法における処理を示すフロー
図。
FIG. 1 is a flowchart showing processing in an MRI method of the present invention.

【図2】本発明が適用されるMRI撮影シーケンスの一
例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of an MRI imaging sequence to which the present invention is applied.

【図3】計測空間におけるエコー信号の配列を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an array of echo signals in a measurement space.

【図4】本発明が適用されるMRI装置。FIG. 4 is an MRI apparatus to which the present invention is applied.

【図5】MRIによる信号処理の処理内容を説明する図
で、(a)は位相補正前の処理内容を、(b)はその結
果を示す図。
5A and 5B are diagrams illustrating processing contents of signal processing by MRI, FIG. 5A shows processing contents before phase correction, and FIG. 5B shows a result thereof.

【図6】MRIによる信号処理の処理内容を説明する図
で、(a)は位相補正後の処理内容を、(b)はその結
果を示す図。
6A and 6B are diagrams illustrating the processing contents of signal processing by MRI, in which FIG. 6A shows the processing contents after phase correction, and FIG. 6B shows the result.

【図7】従来のMRI方法における処理を示すフロー
図。
FIG. 7 is a flowchart showing a process in a conventional MRI method.

【図8】従来のMRI方法における処理内容を説明する
図。
FIG. 8 is a diagram illustrating processing contents in a conventional MRI method.

【図9】図8の処理内容による結果を示す図。9 is a diagram showing a result of the processing contents of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

201・・・・・・高周波パルス 202・・・・・・スライス選択傾斜磁場パルス 204・・・・・・位相エンコード傾斜磁場パルス 206・・・・・・読み出し傾斜磁場パルス 201-High frequency pulse 202-Slice selection gradient magnetic field pulse 204-Phase encoding gradient magnetic field pulse 206-Reading gradient magnetic field pulse

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被検体に磁気共鳴周波数fのRFパルスを
照射すると同時にスライス選択傾斜磁場パルスを印加し
てスライス選択するステップと、極性が反転する読み出
し傾斜磁場パルスを連続して印加するとともに、前記読
み出し傾斜磁場パルスの反転に同期して位相エンコード
傾斜磁場パルスを印加するステップと、反転する読み出
し傾斜磁場の各周期内で発生するエコー信号を時系列的
に検出して時系列データを得るステップとを含む磁気共
鳴イメージング方法において、 前記エコー信号を検出する参照周波数として前記磁気共
鳴周波数fに所定のオフセット周波数Δfを加えた参照
周波数(f+Δf)を使って信号を検出し、前記読み出
し傾斜磁場パルスが第1の極性(負)のときに取得され
た時系列データのみにオフセット周波数Δfの2倍の位
相補正処理をするとともに、時系列方向に信号配列を反
転し、処理後のデータ及び反転読み出し傾斜磁場パルス
が第2の極性(正)のときに取得されたデータを使って
画像再構成し、傾斜磁場中心と異なる位置に撮影中心を
有する画像を得ることを特徴とする磁気共鳴イメージン
グ方法。
1. A step of irradiating a subject with an RF pulse having a magnetic resonance frequency f and at the same time applying a slice selection gradient magnetic field pulse to perform slice selection, and continuously applying a readout gradient magnetic field pulse whose polarity is reversed, and Applying a phase-encoding gradient magnetic field pulse in synchronization with the inversion of the readout gradient magnetic field pulse, and obtaining time-series data by time-sequentially detecting echo signals generated in each cycle of the inversion readout gradient magnetic field. A magnetic resonance imaging method including: a signal using a reference frequency (f + Δf) obtained by adding a predetermined offset frequency Δf to the magnetic resonance frequency f as a reference frequency for detecting the echo signal, and the read gradient magnetic field pulse; Offset frequency Δf only in the time series data acquired when is the first polarity (negative) Image processing using the data acquired when the signal arrangement is inverted in the time series direction and the processed data and the inverted read gradient magnetic field pulse have the second polarity (positive) A magnetic resonance imaging method comprising reconstructing and obtaining an image having an imaging center at a position different from the gradient magnetic field center.
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