JPH10201730A - Magnetic resonance imaging system - Google Patents

Magnetic resonance imaging system

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Publication number
JPH10201730A
JPH10201730A JP9017634A JP1763497A JPH10201730A JP H10201730 A JPH10201730 A JP H10201730A JP 9017634 A JP9017634 A JP 9017634A JP 1763497 A JP1763497 A JP 1763497A JP H10201730 A JPH10201730 A JP H10201730A
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JP
Japan
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magnetic field
static magnetic
current
distribution
field distribution
Prior art date
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Pending
Application number
JP9017634A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazumi Nishimura
和美 西村
Tetsuhiko Takahashi
哲彦 高橋
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10201730A publication Critical patent/JPH10201730A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the uniformity of magnetic fields to make the image resolution better in measuring any cross-section by calculating the current values to be run into each channel of the magnetostatic correctors to impress them thereunto, based both on the distribution of magnetostatic fields obtained via the magnetostatic field distribution measuring instrument and the characteristics obtained via the characteristics measuring instrument. SOLUTION: The computer 318 controls the sequencer 307 to execute the pulse sequence to calculate the distribution of magnetostatic fields. Impressing a current into a specified channel of the system coil 318 obtains a distribution of magnetostatic fields. Then, repeating this operation by changing the channels into where a current is impressed at a time, obtains a distribution of magnetostatic fields for each channel when a current is impressed thereunto. The system characteristics required for correcting the magnetostatic fields are obtained from a difference between the distribution of magnetostatic fields, when a current is impressed into a specified channel and that in case of impressing no current into the system coil 318. Controlling the system's power supply to impress a current into the system coil 318 executes correcting the magnetostatic fields.

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、磁気共鳴診断装置
(以下「MRI装置」という)に係わり、特に静磁場不
均一性の補正に特徴のあるMRI装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic resonance diagnostic apparatus (hereinafter, referred to as "MRI apparatus"), and more particularly to an MRI apparatus characterized in correcting static magnetic field inhomogeneity.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年MRI装置は、組織を描出する能力
に優れた画像診断装置として、X線CTと並んで疾病の
重要な診断手段となっている。このMRI装置において
は、静磁場分布の不均一性は画像やスペクトルの歪みを
引き起こす原因の一つとなるため、静磁場分布の均一性
が要求される。特に、エコープラーナーイメージング
(EPI)法のような高速イメージングを行う場合に
は、高度な静磁場均一性が必要となる。また、スペクト
ロスコピックイメージ等の高精度の計算の場合には、被
検体を磁場中に挿入することによって生じる静磁場の不
均一性を軽減するため、被検体毎に静磁場の不均一性を
補正することが必要となる。
2. Description of the Related Art In recent years, an MRI apparatus has become an important diagnostic means for a disease as well as an X-ray CT as an image diagnostic apparatus having an excellent ability to depict a tissue. In this MRI apparatus, since the non-uniformity of the static magnetic field distribution is one of the causes of distortion of an image and a spectrum, the uniformity of the static magnetic field distribution is required. In particular, when performing high-speed imaging such as the echo planar imaging (EPI) method, a high static magnetic field uniformity is required. In the case of high-precision calculations such as spectroscopic images, in order to reduce the non-uniformity of the static magnetic field caused by inserting the subject into the magnetic field, the non-uniformity of the static magnetic field for each subject is reduced. Correction is needed.

【0003】静磁場の不均一性を補正するために、磁性
体を配置したパッシブシム、或いは、磁場補正用のコイ
ル(シムコイル)に流す電流を調整するアクティブシム
が用いられており、これらのシムによる静磁場調整の良
否が画像の質に直接影響する。
[0003] In order to correct the non-uniformity of the static magnetic field, a passive shim in which a magnetic material is arranged or an active shim for adjusting a current flowing through a magnetic field correction coil (shim coil) is used. Quality of the static magnetic field adjustment directly affects the image quality.

【0004】シムコイルは通常互いに直交する磁場、例
えば球面調和関数の各項に対応する磁場を発生する3チ
ャンネル以上の静磁場発生コイルからなる。このような
シムコイルによる静磁場の調整は、主コイルにより発生
する静磁場と、各シムコイルに電流を流すことによって
発生する付加的な静磁場とを重ね合わせることにより行
われる。即ち、静磁場の不均一性を補正するには、シム
コイルに流れる電流値(シム電流値)が最適な静磁場分
布を与えるような組み合わせを求めることが必要であ
り、具体的は次のような手順で行われる。
[0004] The shim coil is usually composed of three or more channels of static magnetic field generating coils for generating magnetic fields orthogonal to each other, for example, magnetic fields corresponding to each term of the spherical harmonic function. Such adjustment of the static magnetic field by the shim coil is performed by superimposing a static magnetic field generated by the main coil and an additional static magnetic field generated by applying a current to each shim coil. That is, in order to correct the non-uniformity of the static magnetic field, it is necessary to find a combination in which the current value (the shim current value) flowing through the shim coil gives the optimum static magnetic field distribution. Done in steps.

【0005】まず、シムコイルの特性(シム特性)をM
RI装置固有の値として、水などの均質な試料を用いて
予め測定する。このシム特性は、シムコイルに流す単位
電流当たりの静磁場分布の変化であり、シムコイルkに
流れる電流を微小量ΔIk変化させたときの、各位置
(「画素j」と表記する)における静磁場の変化量ΔB
jを計算することにより、各画素jに対するシムコイル
kの特性を求めることができ、このシム特性は式(1)
のように行列で表わすことができる。
First, the characteristics (shim characteristics) of the shim coil are represented by M
As a value unique to the RI apparatus, it is measured in advance using a homogeneous sample such as water. This shim characteristic is a change in the static magnetic field distribution per unit current flowing in the shim coil. When the current flowing in the shim coil k is changed by a small amount ΔIk, the static magnetic field at each position (denoted as “pixel j”) is changed. Change amount ΔB
By calculating j, the characteristic of the shim coil k for each pixel j can be obtained.
Can be represented by a matrix.

【数1】 このようなシム特性は、スライス厚、スライス間隔、ス
ライス位置毎に行列のまま、或いは球面調和関数で展開
した展開係数等の形式で記憶しておく。
(Equation 1) Such shim characteristics are stored as a matrix for each slice thickness, slice interval, and slice position, or in the form of an expansion coefficient developed by a spherical harmonic function.

【0006】そして、被検体を磁場内に挿入して静磁場
分布の計測を行う。静磁場の分布は、図3に1例を示す
ように、傾斜磁場の反転により得られるエコー信号の位
相情報から求める方法が多く用いられている。
Then, the subject is inserted into the magnetic field to measure the static magnetic field distribution. As shown in an example in FIG. 3, the distribution of the static magnetic field is often obtained from the phase information of the echo signal obtained by reversing the gradient magnetic field.

【0007】この方法では、スライス選択のためのスラ
イス傾斜磁場Gs203の印加と共に、90゜高周波パ
ルス201(以下、「90゜パルス」という)を印加し
て被検体組織を構成する原子核スピン(以下、単にスピ
ンという)を励起し、スピンの位相を変化させるために
位相エンコード傾斜磁場Gp205を印加する。90゜
パルスからτ時間後に、スライス傾斜磁場Gs204と
共に180゜高周波パルス202(以下、「180゜パ
ルス」という)を印加する。その後リードアウト傾斜磁
場Gr206を印加し、引き続きリードアウト傾斜磁場
Gr206の反転パルス207を印加し、スピンエコー
(図示せず)を発生させる。この場合、リードアウト傾
斜磁場Grの反転のタイミングは、180゜パルスとエ
コー信号が最大となる時点との間隔212が、90゜パ
ルスと180゜パルスとの間隔211(=τ)と、微小
時間εだけ異なるように調整する。180゜パルス印加
後から時間τが経過すると、90゜パルス印加直後から
の静磁場不均一に起因するスピンの位相変化は完全に相
殺されるため、上記計測で得られる画像S(x,y,
z)には、微小時間εの間に、静磁場不均一により生じ
る位相情報だけが含まれる。この画像S(x,y,z)
の実部と虚部をそれぞれSr(x,y,z)およびSi
(x,y,z)で表すと、静磁場不均一分布E(x,
y,z)は式(2)で表すことができる。
In this method, a 90 ° radio frequency pulse 201 (hereinafter, referred to as a “90 ° pulse”) is applied along with the application of a slice gradient magnetic field Gs 203 for slice selection, and nuclear spins (hereinafter, referred to as “90 ° pulses”) constituting a subject tissue. (Referred to simply as spin), and a phase encoding gradient magnetic field Gp205 is applied to change the phase of the spin. After τ hours from the 90 ° pulse, a 180 ° high-frequency pulse 202 (hereinafter referred to as “180 ° pulse”) is applied together with the slice gradient magnetic field Gs204. Thereafter, a readout gradient magnetic field Gr206 is applied, and subsequently, an inversion pulse 207 of the readout gradient magnetic field Gr206 is applied to generate a spin echo (not shown). In this case, the reversal timing of the read-out gradient magnetic field Gr is such that the interval 212 between the 180 ° pulse and the point at which the echo signal is maximized is the interval 211 (= τ) between the 90 ° pulse and the 180 ° pulse, and a very short time. Adjust so that it differs by ε. When a time τ elapses after the application of the 180 ° pulse, the phase change of the spin caused by the non-uniformity of the static magnetic field immediately after the application of the 90 ° pulse is completely canceled, and thus the image S (x, y,
z) contains only the phase information generated by the non-uniformity of the static magnetic field during the minute time ε. This image S (x, y, z)
The real and imaginary parts of Sr (x, y, z) and Si
Expressed as (x, y, z), the static magnetic field inhomogeneous distribution E (x,
y, z) can be represented by equation (2).

【数2】 尚、式(2)中、γは磁気回転比を表す。(Equation 2) In the equation (2), γ represents a gyromagnetic ratio.

【0008】このように静磁場分布を求めた後、予め計
測しておいたシム特性を用いて、シム電流値を算出す
る。シム電流値は、静磁場不均一を打ち消すために、そ
れと逆向きで大きさの等しい磁場を発生させる必要があ
り、式(1)を解くことによって求めることができる。
そして算出した電流を各シムコイルに流すことにより、
静磁場不均一性を補正する。
After obtaining the static magnetic field distribution in this manner, a shim current value is calculated using shim characteristics measured in advance. The shim current value needs to generate a magnetic field having the same magnitude in the opposite direction to cancel the static magnetic field inhomogeneity, and can be obtained by solving equation (1).
Then, by passing the calculated current to each shim coil,
Correct static magnetic field inhomogeneity.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記M
RI装置では、シム特性を行列として用意した場合、あ
らゆるスライス厚、スライス間隔、スライス位置に対応
して特性行列を用意することは実際には不可能である。
そのため、シム特性が用意されていない断面において
は、各シムコイルに流す電流値を計算することができな
い。従って、静磁場不均一の補正ができる断面は、シム
コイルの特性行列が得られているものに制限されてしま
う。
However, the above M
When the shim characteristics are prepared as a matrix in the RI apparatus, it is actually impossible to prepare a characteristic matrix corresponding to every slice thickness, slice interval, and slice position.
Therefore, in a section where shim characteristics are not prepared, it is not possible to calculate a current value flowing through each shim coil. Therefore, the cross section in which the non-uniformity of the static magnetic field can be corrected is limited to the section in which the characteristic matrix of the shim coil is obtained.

【0010】また、シムコイルの特性を展開係数として
用意した場合、展開の際に生じる計算誤差を含むことと
なる。このため、磁場均一性を調整しても計算誤差のた
めに磁場が完全に均一にはならず、特に磁場不均一性が
反映するシーケンス等を使用した場合、画像の劣化を引
き起こしてしまうという問題がある。
When the characteristics of the shim coil are prepared as the expansion coefficient, a calculation error generated at the time of expansion is included. For this reason, even if the magnetic field uniformity is adjusted, the magnetic field is not completely uniform due to a calculation error. In particular, when a sequence or the like that reflects the magnetic field inhomogeneity is used, the image is deteriorated. There is.

【0011】本発明はこのような従来の装置の改良によ
り、いかなる断面の計測においても磁場均一性が高く、
また画像分解能の良好なMRI装置を提供することを目
的とする。
According to the present invention, the magnetic field uniformity is high in the measurement of any cross section by improving such a conventional apparatus.
It is another object of the present invention to provide an MRI apparatus having good image resolution.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明のMRI装置は、撮影すべきスライス毎
に静磁場補正を行い、この静磁場補正時に補正のために
必要なシム特性の計測を行うものである。
In order to achieve the above object, the MRI apparatus of the present invention performs static magnetic field correction for each slice to be imaged, and performs shim characteristics necessary for the correction during the static magnetic field correction. Is to be measured.

【0013】即ち本発明のMRI装置は、被検体に静磁
場を与える静磁場発生手段と、静磁場不均一性を補正す
る静磁場補正手段と、被検体にスライス方向傾斜磁場、
周波数エンコード傾斜磁場及び位相エンコード傾斜磁場
を与える傾斜磁場発生手段と、被検体の生体組織を構成
する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせる高周波パル
スを被検体に照射する送信系と、傾斜磁場発生手段及び
送信系を制御し、各傾斜磁場及び高周波パルスをある所
定のパルスシーケンスで繰り返し印加するシーケンサ
と、核磁気共鳴信号を計測信号として検出する検出系
と、検出系で検出された信号をデータとして画像再構成
すると共に、この装置全体を制御する中央制御系と、中
央制御系に条件を入力する入力手段と、中央制御系によ
り処理されたデータを表示、保存する出力手段とを備え
たものであって、静磁場分布の不均一性を計測するため
の静磁場分布計測手段と、静磁場補正手段の特性を計測
する特性計測手段とを備え、静磁場分布計測手段は、エ
コー時間経過時を基準として所定の微少時間前及び後に
発生する1対のエコー信号から静磁場分布を求め、特性
計測手段は、静磁場補正手段の特定チャンネルに順次電
流を印加し、特定チャンネルに電流を印加した場合の静
磁場分布と静磁場補正手段に電流を印加しない場合の静
磁場分布との差から補正特性を求め、静磁場補正手段
は、静磁場分布計測手段により得られた静磁場分布と特
性計測手段により得られた特性とに基づいて静磁場補正
手段に流す電流値を計算し、静磁場補正手段に電流を印
加するものである。
That is, the MRI apparatus of the present invention comprises: a static magnetic field generating means for applying a static magnetic field to the subject; a static magnetic field correcting means for correcting the non-uniformity of the static magnetic field;
A gradient magnetic field generating means for applying a frequency encoding gradient magnetic field and a phase encoding gradient magnetic field, a transmission system for irradiating the subject with a high-frequency pulse for causing nuclear magnetic resonance in nuclei of atoms constituting a living tissue of the subject, and a gradient magnetic field generation A sequencer that controls the means and the transmission system and repeatedly applies each gradient magnetic field and a high-frequency pulse in a predetermined pulse sequence, a detection system that detects a nuclear magnetic resonance signal as a measurement signal, and a signal that is detected by the detection system as data. A central control system for controlling the entire apparatus as well as image reconstruction, input means for inputting conditions to the central control system, and output means for displaying and storing data processed by the central control system And a static magnetic field distribution measuring means for measuring the inhomogeneity of the static magnetic field distribution, and a characteristic measuring means for measuring characteristics of the static magnetic field correcting means. The static magnetic field distribution measuring means obtains a static magnetic field distribution from a pair of echo signals generated before and after a predetermined minute time with reference to the time when the echo time has elapsed, and the characteristic measuring means is provided for a specific channel of the static magnetic field correcting means. A current is sequentially applied, and a correction characteristic is obtained from a difference between a static magnetic field distribution when a current is applied to a specific channel and a static magnetic field distribution when no current is applied to the static magnetic field correction means. Based on the static magnetic field distribution obtained by the distribution measuring means and the characteristics obtained by the characteristic measuring means, the value of the current flowing through the static magnetic field correcting means is calculated, and the current is applied to the static magnetic field correcting means.

【0014】また静磁場補正手段が複数チャンネルを有
するものである場合、静磁場補正手段の特性を計測する
特性計測手段は、静磁場分布計測の際に、静磁場補正手
段の特定チャンネルに順次電流を印加し、特定チャンネ
ルに電流を印加した場合の静磁場分布と静磁場補正手段
に電流を印加しない場合の静磁場分布との差から各チャ
ンネル毎に補正特性を求め、静磁場補正手段は、静磁場
分布計測手段により得られた静磁場分布と特性計測手段
により得られた補正特性とに基づいて静磁場補正手段の
各チャンネルに流す電流値を計算し、静磁場補正手段に
電流を印加するものである。
In the case where the static magnetic field correction means has a plurality of channels, the characteristic measuring means for measuring the characteristics of the static magnetic field correction means sequentially supplies current to a specific channel of the static magnetic field correction means when measuring the static magnetic field distribution. Is applied, and a correction characteristic is obtained for each channel from a difference between a static magnetic field distribution when a current is applied to a specific channel and a static magnetic field distribution when no current is applied to the static magnetic field correction unit. Based on the static magnetic field distribution obtained by the static magnetic field distribution measuring means and the correction characteristics obtained by the characteristic measuring means, a current value flowing through each channel of the static magnetic field correcting means is calculated, and a current is applied to the static magnetic field correcting means. Things.

【0015】好適には、シーケンサは、静磁場補正手段
に電流を印加する前に、180゜高周波パルスを印加す
るものである。また特性計測手段は、静磁場補正手段の
各チャンネルに印加する電流を反対の極性からなる第1
及び第2のパルスで与える。この際、各々の極性の電流
の時間積分値はゼロとなるようにする。更に特性計測手
段は、静磁場補正手段に印加する第1の極性のパルス
を、少なくとも静磁場分布計測手段が静磁場分布を得る
ために用いる1対のエコーを取得する間、連続して印加
するものであることが好ましい。
Preferably, the sequencer applies a 180 ° high-frequency pulse before applying a current to the static magnetic field correction means. Also, the characteristic measuring means may apply a current applied to each channel of the static magnetic field correcting means to a first current having an opposite polarity.
And a second pulse. At this time, the time integral of the current of each polarity is set to zero. Further, the characteristic measuring means continuously applies the pulse of the first polarity to be applied to the static magnetic field correcting means at least while acquiring a pair of echoes used by the static magnetic field distribution measuring means to obtain the static magnetic field distribution. Preferably, it is

【0016】上記の本発明のMRI装置では、まず静磁
場分布計測手段は、静磁場補正手段に電流を印加しない
状態において、エコー時間経過時を基準として所定の微
少時間前及び後に発生する1対のエコー信号から静磁場
分布を求める。次いで、静磁場補正手段の特定チャンネ
ルに電流を印加し、上記と同様にして1対のエコー信号
から静磁場分布を求める。電流を印加するチャンネルを
順次変更して同様に繰り返し、そのぞれのチャンネルに
電流を印加した場合について静磁場分布を求める。
In the above-mentioned MRI apparatus of the present invention, the static magnetic field distribution measuring means firstly generates a pair of static magnetic field distributions generated before and after a predetermined minute time with reference to the lapse of the echo time in a state where no current is applied to the static magnetic field correcting means. The static magnetic field distribution is obtained from the echo signal of. Next, a current is applied to a specific channel of the static magnetic field correction means, and a static magnetic field distribution is obtained from a pair of echo signals in the same manner as described above. The channel to which the current is applied is sequentially changed, and the same is repeated. The static magnetic field distribution is obtained for the case where the current is applied to each channel.

【0017】そして、特定チャンネルに電流を印加した
場合の静磁場分布と静磁場補正手段に電流を印加しない
場合の静磁場分布との差から、補正を行うために必要な
補正特性を求める。補正特性を得た後、所定の計算を行
い、静磁場補正手段により静磁場を補正する。このよう
に静磁場補正を行う毎に補正特性を計測するので、静磁
場分布の不均一性を高精度で補正することができる。
Then, a correction characteristic required for performing the correction is obtained from a difference between the static magnetic field distribution when the current is applied to the specific channel and the static magnetic field distribution when the current is not applied to the static magnetic field correction means. After obtaining the correction characteristics, a predetermined calculation is performed, and the static magnetic field is corrected by the static magnetic field correction means. Since the correction characteristic is measured each time the static magnetic field correction is performed, nonuniformity of the static magnetic field distribution can be corrected with high accuracy.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明のMRI装置につい
て実施例を用いて説明する。図2は本発明が適用される
MRI装置の1実施例の概略構成を示すもので、このM
RI装置は、被検体に静磁場を与える静磁場発生手段で
ある静磁場発生系302と、静磁場不均一性を補正する
静磁場補正手段(シムコイル318及びシム電源31
9)と、被検体にスライス方向傾斜磁場、周波数エンコ
ード傾斜磁場及び位相エンコード傾斜磁場を与える傾斜
磁場発生手段である傾斜磁場発生系303と、被検体の
生体組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさ
せる高周波パルスを被検体に照射する送信系304と、
傾斜磁場発生系303及び送信系304を制御し、各傾
斜磁場及び高周波パルスをある所定のパルスシーケンス
で繰り返し印加するシーケンサ307と、被検体から発
生する核磁気共鳴信号を計測信号として検出する検出系
305と、検出系305で検出された信号をデータとし
て画像再構成すると共に、この装置全体を制御する中央
制御系であるコンピュータ308と、コンピュータ30
8に条件を入力する入力手段である入力系321と、コ
ンピュータ308により処理されたデータを表示、保存
する出力手段である出力系306とを備えたものであ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An MRI apparatus according to the present invention will be described below with reference to embodiments. FIG. 2 shows a schematic configuration of an embodiment of an MRI apparatus to which the present invention is applied.
The RI apparatus includes a static magnetic field generating system 302 that is a static magnetic field generating unit that applies a static magnetic field to a subject, and a static magnetic field correcting unit (a shim coil 318 and a shim power supply 31) that corrects a static magnetic field inhomogeneity.
9), a gradient magnetic field generation system 303 which is a gradient magnetic field generating means for applying a slice-direction gradient magnetic field, a frequency encoding gradient magnetic field, and a phase encoding gradient magnetic field to the subject, and nuclear magnetic nuclei of atoms constituting a living tissue of the subject. A transmission system 304 for irradiating a subject with a high-frequency pulse causing resonance,
A sequencer 307 that controls the gradient magnetic field generation system 303 and the transmission system 304 to repeatedly apply each gradient magnetic field and high frequency pulse in a predetermined pulse sequence, and a detection system that detects a nuclear magnetic resonance signal generated from the subject as a measurement signal. 305, a computer 308 which is a central control system for reconstructing an image by using a signal detected by the detection system 305 as data, and controlling the entire apparatus, and a computer 30
8 has an input system 321 as input means for inputting conditions, and an output system 306 as output means for displaying and storing data processed by the computer 308.

【0019】上記MRI装置において、静磁場発生系3
02は電磁石又は永久磁石から構成される。この静磁場
発生系が発生する静磁場の不均一を補正する静磁場補正
手段は、複数のチャンネルを有するシムコイル318
と、シムコイル318の各チャンネルに各々電流を印加
するシム電源319とを備えている。このシムコイル3
18は、通常18チャンネル程度を有している。
In the above MRI apparatus, the static magnetic field generation system 3
02 is composed of an electromagnet or a permanent magnet. The static magnetic field correction means for correcting the nonuniformity of the static magnetic field generated by the static magnetic field generation system includes a shim coil 318 having a plurality of channels.
And a shim power supply 319 for applying a current to each channel of the shim coil 318. This shim coil 3
Reference numeral 18 generally has about 18 channels.

【0020】傾斜磁場発生系303は、直交するx、y
及びzの3方向について磁場強度が線形に変化する傾斜
磁場Gx、Gy及びGzを発生する傾斜磁場コイル30
9a、b並びにこれらに電流を供給するための傾斜磁場
電源310を備えている。
The gradient magnetic field generation system 303 has orthogonal x, y
Gradient coil 30 that generates gradient magnetic fields Gx, Gy, and Gz whose magnetic field strength changes linearly in three directions of z and z.
9a and 9b, and a gradient magnetic field power supply 310 for supplying a current thereto.

【0021】送信系304は、被検体に高周波磁場を照
射する送信コイル314a、送信コイル314aに印加
する高周波信号を発生するシンセサイザ311、この高
周波信号をシーケンサ307の制御により変調する変調
器812、及び変調された信号を増幅する増幅器313
を備えている。また、検出系305は、被検体から生じ
る磁気共鳴信号を検出するための検出コイル314b、
この検出信号を増幅する増幅器315、増幅された信号
を直交位相検波する直交位相検波器316、及びこのア
ナログ出力をディジタル信号に変換するA/D変換器3
17を備えている。尚、送信コイル314aと検出コイ
ル314bとは、この実施例のように別個に設けてもよ
いが、送受信両用とすることも可能である。
The transmitting system 304 includes a transmitting coil 314a for irradiating the subject with a high-frequency magnetic field, a synthesizer 311 for generating a high-frequency signal to be applied to the transmitting coil 314a, a modulator 812 for modulating the high-frequency signal under the control of the sequencer 307, and Amplifier 313 for amplifying the modulated signal
It has. Further, the detection system 305 includes a detection coil 314b for detecting a magnetic resonance signal generated from the subject,
An amplifier 315 that amplifies the detection signal, a quadrature phase detector 316 that performs quadrature phase detection on the amplified signal, and an A / D converter 3 that converts the analog output to a digital signal.
17 is provided. Note that the transmission coil 314a and the detection coil 314b may be provided separately as in this embodiment, but may be used for both transmission and reception.

【0022】入力系321としてキーボード322及び
マウス323を備え、出力系306として、計算途中或
いは最終のデータを保存するためのリードオンリーメモ
リ(ROM)324、ランダムアクセスメモリ(RA
M)325、磁気ディスク326、及び光磁気ディスク
327と、スピンの密度分布、緩和時間分布、スペクト
ル分布等に対応する画像処理データを表示するためのデ
ィスプレイ328とを備えている。
A keyboard 322 and a mouse 323 are provided as an input system 321, and a read-only memory (ROM) 324 for storing data during calculation or final data, and a random access memory (RA) are provided as an output system 306.
M) 325, a magnetic disk 326, and a magneto-optical disk 327, and a display 328 for displaying image processing data corresponding to the spin density distribution, relaxation time distribution, spectrum distribution, and the like.

【0023】このような構成のMRI装置においては、
コンピュータ308に対してキーボード322から様々
な計測条件が入力された後、コンピュータ308はこれ
らの条件に従って装置全体を制御して稼動する。
In the MRI apparatus having such a configuration,
After various measurement conditions are input from the keyboard 322 to the computer 308, the computer 308 controls and operates the entire apparatus according to these conditions.

【0024】コンピュータ308の指令に従ってシーケ
ンサ307は、3系統の傾斜磁場電源310の動作のタ
イミングを制御し、静磁場発生系302により付与され
る静磁場に重畳して、傾斜磁場コイル309a、309
bにより傾斜磁場を印加する。一方、送信系304で
は、シンセサイザ311から出力される信号は、シーケ
ンサ307により動作のタイミングを制御された変調器
812により変調され、次いで増幅器313で増幅され
る。送信コイル314aにこの信号が流れると、所定の
パルス状の高周波磁場が被検体に照射される。
In accordance with a command from the computer 308, the sequencer 307 controls the operation timing of the three gradient magnetic field power supplies 310 and superimposes the static magnetic field applied by the static magnetic field generation system 302 on the gradient magnetic field coils 309a and 309.
A gradient magnetic field is applied by b. On the other hand, in the transmission system 304, the signal output from the synthesizer 311 is modulated by the modulator 812 whose operation timing is controlled by the sequencer 307, and then amplified by the amplifier 313. When this signal flows through the transmission coil 314a, the subject is irradiated with a predetermined pulsed high-frequency magnetic field.

【0025】このようにコンピュータ308に制御され
たシーケンサ307の働きにより、高周波パルスRF、
傾斜磁場Gs、Gp、Grによる磁場の所定のパルスシ
ーケンスが実行される。
By the operation of the sequencer 307 controlled by the computer 308, the high-frequency pulse RF,
A predetermined pulse sequence of the magnetic field by the gradient magnetic fields Gs, Gp, and Gr is executed.

【0026】これらの磁場を照射された被検体からは共
鳴信号が発生し、検出系305の検出コイル314bに
より検出される。検出された信号は増幅器315で増幅
された後、直交位相検波器316で2系列に分けられ、
それぞれの信号がA/D変換器317でデジタル量の計
測データに変換される。このときA/D変換器317は
シーケンサ307によりデータ収集のタイミングを制御
される。この計測データはコンピュータ308に入力さ
れ、2次元フーリエ変換等により画像再構成される。再
構成された画像は出力系306のディスプレイ328に
表示され、また、磁気ディスク326や光磁気ディスク
327といった外部記憶媒体に処理データとして保存さ
れる。
A resonance signal is generated from the subject irradiated with these magnetic fields, and detected by the detection coil 314 b of the detection system 305. The detected signal is amplified by an amplifier 315 and then divided into two streams by a quadrature detector 316.
Each signal is converted into digital measurement data by the A / D converter 317. At this time, the sequencer 307 controls the data collection timing of the A / D converter 317. This measurement data is input to the computer 308, and the image is reconstructed by two-dimensional Fourier transform or the like. The reconstructed image is displayed on the display 328 of the output system 306, and is stored as processing data in an external storage medium such as a magnetic disk 326 or a magneto-optical disk 327.

【0027】更に、このMRI装置は、静磁場発生系3
02により生ずる静磁場の分布を計測するための静磁場
分布計測手段(図示せず)と、シムコイル318のシム
特性を計測する特性計測手段(図示せず)と、上記静磁
場分布とシム特性とに基づいてシムコイル318の各チ
ャンネルに印加するシム電流値を計算する計算手段(図
示せず)とを備え、これらの手段は本実施例においてコ
ンピュータ308によって実行される。
Further, the MRI apparatus has a static magnetic field generation system 3
02, a static magnetic field distribution measuring means (not shown) for measuring the distribution of the static magnetic field generated by the sensor 02, a characteristic measuring means (not shown) for measuring the shim characteristic of the shim coil 318, and the static magnetic field distribution and the shim characteristic. Calculating means (not shown) for calculating a shim current value to be applied to each channel of the shim coil 318 based on the following formulas. These means are executed by the computer 308 in this embodiment.

【0028】このためコンピュータ308はシーケンサ
307を制御し、後述する所定のパルスシーケンスを実
行し、静磁場分布を計測する(静磁場分布計測手段)。
またシムコイル318の所定のチャンネルに電流を印加
して静磁場分布を得る。このとき、電流を印加するチャ
ンネルを順次変更しながら繰り返し、それぞれのチャン
ネルについて電流を印加した場合の静磁場分布を求め
る。そして、特定チャンネルに電流を印加した場合の静
磁場分布とシムコイル318に電流を印加しない場合の
静磁場分布との差から、静磁場補正を行うために必要な
シム特性を求める(特性計測手段)。
For this purpose, the computer 308 controls the sequencer 307, executes a predetermined pulse sequence described later, and measures the static magnetic field distribution (static magnetic field distribution measuring means).
In addition, a current is applied to a predetermined channel of the shim coil 318 to obtain a static magnetic field distribution. At this time, the current application channel is sequentially changed and repeated, and the static magnetic field distribution when the current is applied to each channel is obtained. Then, from the difference between the static magnetic field distribution when a current is applied to the specific channel and the static magnetic field distribution when no current is applied to the shim coil 318, a shim characteristic necessary for performing the static magnetic field correction is obtained (characteristic measuring means). .

【0029】このように静磁場補正を行う毎にシム特性
を測定し、得られた静磁場分布とシム特性とに基づい
て、補正計算手段はシムコイル318の各チャンネルに
流す電流値を計算する(計算手段)。コンピュータ30
8のこのような計算に基づき、シーケンサ307はシム
電源319を制御してシムコイル318に電流を印加
し、これにより静磁場補正が行われる。
Each time the static magnetic field correction is performed, the shim characteristic is measured, and based on the obtained static magnetic field distribution and the shim characteristic, the correction calculating means calculates a current value flowing through each channel of the shim coil 318 ( Calculation means). Computer 30
8, the sequencer 307 controls the shim power supply 319 to apply a current to the shim coil 318, whereby the static magnetic field correction is performed.

【0030】次に、このような本発明のMRI装置にお
ける静磁場補正及びシム特性計測のためのパルスシーケ
ンスについて図1を用いて説明する。この例ではシムコ
イル318のチャンネル数がn個の場合について、また
簡単のため2次元イメージングへの適用について説明す
る。
Next, a pulse sequence for static magnetic field correction and shim characteristic measurement in the MRI apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. In this example, a case where the number of channels of the shim coil 318 is n and an application to two-dimensional imaging will be described for simplicity.

【0031】まず、スライス選択のためのスライス選択
傾斜磁場Gs105と共に、スライス内のスピンを励起
するために90゜パルス101を印加する。スライス選
択傾斜磁場Gs105は、スライス選択傾斜磁場Gs1
06と、リフェイズのためそれを反転させたスライス選
択傾斜磁場Gs107とからなり、90゜パルスの中心
以降に印加されたスライス選択傾斜磁場Gs106とス
ライス選択傾斜磁場Gs107との面積を等しくしたも
のである。スライス選択傾斜磁場Gs106の印加に続
いて、スピンの位相を位相エンコード方向に変化させる
ために位相エンコード傾斜磁場Gp111を印加する。
First, a 90 ° pulse 101 is applied to excite spins in a slice together with a slice selection gradient magnetic field Gs105 for slice selection. The slice selection gradient magnetic field Gs105 is a slice selection gradient magnetic field Gs1.
06 and the slice selection gradient magnetic field Gs107 inverted for the rephase, and the areas of the slice selection gradient magnetic field Gs106 and the slice selection gradient magnetic field Gs107 applied after the center of the 90 ° pulse are equalized. . Subsequent to the application of the slice selection gradient magnetic field Gs106, a phase encoding gradient magnetic field Gp111 is applied to change the phase of the spin in the phase encoding direction.

【0032】その後、スライス選択傾斜磁場Gs108
と共に、スライス内のスピンを反転させるために180
゜パルス102を印加する。このとき90゜パルス10
1の中心から180゜パルス102の中心までの時間を
エコー時間(TE)の1/2とする。
Thereafter, the slice selection gradient magnetic field Gs108
With 180 to reverse the spins in the slice
゜ Apply the pulse 102. At this time, 90 ° pulse 10
The time from the center of 1 to the center of the 180 ° pulse 102 is set to の of the echo time (TE).

【0033】次に、リードアウト傾斜磁場Gr114
と、それを反転させたリードアウト傾斜磁場Gr115
と、もう一度反転させたリードアウト傾斜磁場Gr11
6とからなるリードアウト傾斜磁場Gr113を印加
し、リードアウト傾斜磁場Gr114及びリードアウト
傾斜磁場Gr116のそれぞれの中心においてエコー1
23及びエコー124を取得する。このとき、リードア
ウト傾斜磁場Gr115の中心は、180゜パルス10
2の中心からTE/2時間経過時であり、またリードア
ウト傾斜磁場Gr114の中心はリードアウト傾斜磁場
Gr115の中心よりΔt時間前に、リードアウト傾斜
磁場Gr116の中心はリードアウト傾斜磁場Gr11
5の中心よりΔt時間後にあたる。また、リードアウト
傾斜磁場Gr115の中心を基準として、前Δt時間に
印加されたリードアウト傾斜磁場Gr114とリードア
ウト傾斜磁場Gr115の面積が等しく、後Δt時間に
印加されたリードアウト傾斜磁場Gr115とリードア
ウト傾斜磁場Gr116の面積が等しくなるようにす
る。これにより、リードアウト傾斜磁場Gr115の中
心、即ち90゜パルス101を印加したTE時間経過時
を基準にして、Δt時間前とΔt時間後に1対のエコー
信号が発生する。
Next, the readout gradient magnetic field Gr114
And a readout gradient magnetic field Gr115 obtained by inverting the readout gradient magnetic field Gr115
And the readout gradient magnetic field Gr11 reversed once more
6 and a readout gradient magnetic field Gr113 composed of the readout gradient magnetic field Gr114 and the readout gradient magnetic field Gr116 at the respective centers thereof.
23 and the echo 124 are acquired. At this time, the center of the readout gradient magnetic field Gr115 is 180 ° pulse 10
The center of the readout gradient magnetic field Gr114 is Δt time before the center of the readout gradient magnetic field Gr115, and the center of the readout gradient magnetic field Gr116 is the readout gradient magnetic field Gr11.
It corresponds to Δt time after the center of No. 5. Also, the area of the readout gradient magnetic field Gr114 applied at the time Δt before and the area of the readout gradient magnetic field Gr115 are equal with respect to the center of the readout gradient magnetic field Gr115, and the readout gradient magnetic field Gr115 applied at the time Δt is equal to the readout gradient magnetic field Gr115. The area of the out gradient magnetic field Gr116 is made equal. As a result, a pair of echo signals is generated before the time Δt and after the time Δt with reference to the center of the readout gradient magnetic field Gr115, that is, the time when the TE time when the 90 ° pulse 101 is applied.

【0034】続いて、180゜パルス102を印加した
TE時間後に、180゜パルス103及びスライス選択
傾斜磁場Gs109を同時に印加し、そのTE/2時間
後に、リードアウト傾斜磁場Gr117を上記リードア
ウト傾斜磁場Gr113と同様に印加し、エコー125
及びエコー126を取得する。このとき、更にリードア
ウト傾斜磁場Gr117と共にシムコイルのチャンネル
(以下、「シムチャンネル」という)1によっても磁場
119を印加する。この磁場119は、シムチャンネル
1に電流ΔI1を流した場合に発生する磁場120と、
それとは逆向きの電流を流した場合に発生する反転した
磁場121からなり、磁場120は少なくともリードア
ウト傾斜磁場Gr117が印加されている間は印加し、
磁場121のパルス幅は磁場120のそれより短い。ま
た磁場120と磁場121との面積を等しくし、シムチ
ャンネル1に電流を流して発生させた磁場の影響を相殺
することにより、以降に行う他のシムチャンネルによる
同様な計測を可能としている。これにより、シムチャン
ネル1に一定の電流ΔI1を流した場合におけるエコー
125及びエコー126が得られる。
Subsequently, after the TE time when the 180 ° pulse 102 is applied, the 180 ° pulse 103 and the slice selection gradient magnetic field Gs109 are simultaneously applied, and after TE / 2 hours, the readout gradient magnetic field Gr117 is changed to the readout gradient magnetic field. Echo 125 is applied in the same manner as Gr113.
And the echo 126. At this time, the magnetic field 119 is also applied by the channel of the shim coil (hereinafter, referred to as “shim channel”) 1 together with the readout gradient magnetic field Gr117. The magnetic field 119 includes a magnetic field 120 generated when a current ΔI1 flows through the shim channel 1,
It comprises a reversed magnetic field 121 generated when a current in the opposite direction is applied, and the magnetic field 120 is applied at least during the application of the readout gradient magnetic field Gr117,
The pulse width of the magnetic field 121 is shorter than that of the magnetic field 120. In addition, by making the areas of the magnetic field 120 and the magnetic field 121 equal and canceling the influence of the magnetic field generated by flowing a current through the shim channel 1, the same measurement can be performed by another shim channel performed later. Thus, an echo 125 and an echo 126 when a constant current ΔI1 flows in the shim channel 1 are obtained.

【0035】以下同様にして、TEの間隔で180゜パ
ルスを印加するとともに、180゜パルス印加後TE/
2後の時点を中心とする3つのリードアウト傾斜磁場を
印加するとともに、3つのリードアウト傾斜磁場印加時
にそれぞれ異なるシムチャンネルに電流を流して、2つ
のエコー信号を取得することを繰り返し、最終的にn個
のシムチャンネルについて、2n個、全体として2(n
+1)個のエコー信号が得られる。
Similarly, a 180 ° pulse is applied at intervals of TE, and TE /
Applying three readout gradient magnetic fields centered on the two subsequent time points and applying currents to different shim channels at the time of applying the three readout gradient magnetic fields to obtain two echo signals are repeated. , For n shim channels, 2n for a total of 2 (n
+1) echo signals are obtained.

【0036】このようなシーケンスを、位相エンコード
傾斜磁場111の位相エンコード数を変えつつ繰り返
し、エコー信号を64個、128個等の複数取得するこ
とにより、各エコー毎に画像化に必要なエコーが取得さ
れる。上記のシーケンスで取得した2(n+1)個のエ
コー信号を各位相エンコード毎にまとめて2次元フーリ
エ変換することにより、2(n+1)個の画像が得られ
る。
Such a sequence is repeated while changing the number of phase encodes of the phase encoding gradient magnetic field 111, and a plurality of echo signals such as 64, 128, etc. are acquired, so that an echo necessary for imaging is obtained for each echo. Is obtained. 2 (n + 1) images are obtained by grouping the 2 (n + 1) echo signals acquired in the above sequence for each phase encoding and performing a two-dimensional Fourier transform.

【0037】次に、これら2(n+1)個の画像分のデ
ータから静磁場分布及び各チャンネルについてのシム特
性を求める方法について説明する。
Next, a method of obtaining the static magnetic field distribution and the shim characteristics for each channel from the data of these 2 (n + 1) images will be described.

【0038】まずシムコイルに電流を流していないとき
に得られた1対のエコー信号123及び124から静磁
場分布を求める。この方法は、図3に示す従来の静磁場
分布の計測方法として、エコー信号の位相情報から求め
る方法を説明したのと同様であり、1対のエコー信号1
23及び124からそれぞれ画像F10(x,y,z)
及びF20(x,y,z)を得る。その比F20(x,
y,z)/F10(x,y,z)の実部と虚部とをそれ
ぞれSr0(x,y,z)とSi0(x,y,z)で表
すと、式(2)と同様の式(3)より静磁場分布E0
(x,y,z)が求められる。
First, a static magnetic field distribution is obtained from a pair of echo signals 123 and 124 obtained when no current is applied to the shim coil. This method is the same as the conventional method for measuring the static magnetic field distribution shown in FIG. 3, which is a method for obtaining the static magnetic field distribution from the phase information of the echo signal.
Images F10 (x, y, z) from 23 and 124, respectively
And F20 (x, y, z). The ratio F20 (x,
When the real and imaginary parts of (y, z) / F10 (x, y, z) are represented by Sr0 (x, y, z) and Si0 (x, y, z), respectively, From equation (3), the static magnetic field distribution E0
(X, y, z) is determined.

【数3】 これが、補正対象となる静磁場分布であり、図1中ma
p0で示すものである。尚、図1中、mapとして表現
しているものは静磁場分布E(x,y,z)と実質的に
同一である。また、静磁場分布を式(3)によって求め
るに際し、−π〜πの範囲を超える位相変化のため生ず
る不連続な位相分布を連続的なものにするため、式
(3)の処理を行った後、必要に応じて公知の位相アン
ラッブ処理を追加してもよい。
(Equation 3) This is the static magnetic field distribution to be corrected.
This is indicated by p0. In FIG. 1, what is expressed as map is substantially the same as the static magnetic field distribution E (x, y, z). Further, when obtaining the static magnetic field distribution by the equation (3), the processing of the equation (3) was performed in order to make the discontinuous phase distribution caused by the phase change exceeding the range of -π to π continuous. Thereafter, a known phase unrubbing process may be added as necessary.

【0039】次に、シムチャンネル1に電流ΔI1を流
したときに得られた1対のエコー信号125及び126
からそれぞれ画像F11(x,y,z)及びF21
(x,y,z)を得て、その比F21(x,y,z)/
F11(x,y,z)の実部Sr1(x,y,z)と虚
部Si1(x,y,z)とから式(2)により静磁場分
布E1(x,y,z)を求める。これがmap1であ
り、シムコイル1に電流ΔI1を流したときの静磁場分
布である。E0(x,y,z)とE1(x,y,z)と
の差をそれぞれ画素ごとに取れば、シムチャンネル1に
流れる電流を微小量ΔI1だけ変化させたときのシムコ
イルの特性(シム特性1)が得られる。即ち、このシム
特性1はシムチャンネル1に電流ΔI1を流したとき
の、画素jにおける静磁場の変化量ΔBjを示すもので
ある。
Next, a pair of echo signals 125 and 126 obtained when the current ΔI1 is supplied to the shim channel 1
From images F11 (x, y, z) and F21, respectively.
(X, y, z) and the ratio F21 (x, y, z) /
A static magnetic field distribution E1 (x, y, z) is obtained from the real part Sr1 (x, y, z) and the imaginary part Si1 (x, y, z) of F11 (x, y, z) by Expression (2). . This is map1, which is a static magnetic field distribution when the current ΔI1 flows through the shim coil 1. If the difference between E0 (x, y, z) and E1 (x, y, z) is taken for each pixel, the characteristics of the shim coil when the current flowing through the shim channel 1 is changed by a small amount ΔI1 (the shim characteristics). 1) is obtained. That is, the shim characteristic 1 indicates the amount of change ΔBj of the static magnetic field at the pixel j when the current ΔI1 flows through the shim channel 1.

【0040】同様に、シムチャンネル2に電流ΔI2を
流したときに得られた1対のエコー信号125及び12
6からそれぞれ画像F12(x,y,z)及びF22
(x,y,z)が得られ、その比F22(x,y,z)
/F12(x,y,z)の実部Sr2(x,y,z)と
虚部Si2(x,y,z)とから静磁場分布E2(x,
y,z)が求められる。これがmap2であり、シムチ
ャンネル2に電流ΔI2を流したときの静磁場分布であ
る。E0(x,y,z)とE2(x,y,z)との差か
ら上記同様シム特性が得られる。
Similarly, a pair of echo signals 125 and 12 obtained when a current ΔI 2 is supplied to the shim channel 2
6 to F12 (x, y, z) and F22, respectively.
(X, y, z) is obtained and the ratio F22 (x, y, z)
/ F12 (x, y, z) from the real part Sr2 (x, y, z) and the imaginary part Si2 (x, y, z) from the static magnetic field distribution E2 (x,
y, z) are determined. This is map2, which is the static magnetic field distribution when the current ΔI2 flows through the shim channel 2. Shim characteristics can be obtained from the difference between E0 (x, y, z) and E2 (x, y, z) as described above.

【0041】このように、n個のシムチャンネル全てに
ついて特性を求め、式(1)に適用すれば、シム特性を
表す行列が得られる。
As described above, if the characteristics are obtained for all of the n shim channels and applied to the equation (1), a matrix representing the shim characteristics can be obtained.

【数4】 このように所定のスライスについて求められたシム特性
は、コンピュータ8内の記憶手段(RAM325)に格
納される。
(Equation 4) The shim characteristics obtained for the predetermined slice in this way are stored in the storage means (RAM 325) in the computer 8.

【0042】次にシム電流を流さない状態で求められた
静磁場分布E0(x,y,z)と、上記シム特性から、
静磁場分布E0(x,y,z)と逆向きで、大きさの等
しい磁場を発生させるために必要なシム電流値を式
(1)を解くことにより算出する。この算出した電流を
各シムチャンネルに流すことにより、静磁場不均一性を
補正する。
Next, based on the static magnetic field distribution E0 (x, y, z) obtained without the shim current and the shim characteristics,
The shim current value required to generate a magnetic field having the same magnitude in the opposite direction to the static magnetic field distribution E0 (x, y, z) is calculated by solving equation (1). By flowing the calculated current through each shim channel, the non-uniformity of the static magnetic field is corrected.

【0043】このように静磁場補正を行った後、通常と
同様EPI法やスペクトロスコピックイメージ法等によ
り撮像を行うことができる。これにより、静磁場不均一
に由来する画像の歪み等が解消できる。
After the correction of the static magnetic field as described above, imaging can be performed by the EPI method, the spectroscopic image method, or the like, as in the usual case. As a result, it is possible to eliminate image distortion or the like due to non-uniformity of the static magnetic field.

【0044】以上説明したように、撮像するスライスに
ついてシム特性の計測とそれに基づく静磁場補正を同時
に行うことにより、極めて精度よく静磁場補正を行うこ
とができ、しかも大量のシム特性データを予め用意して
おく必要がない。尚、マルチスライス等複数のスライス
について撮像する場合には、所望の各スライスについて
上述したようなシム特性の計測と静磁場補正を行うこと
により、同様の効果を得ることができる。
As described above, by simultaneously performing the measurement of the shim characteristics and the static magnetic field correction based on the measured shim characteristics for the slice to be imaged, the static magnetic field correction can be performed with extremely high accuracy, and a large amount of shim characteristic data is prepared in advance. You don't have to. In the case of imaging a plurality of slices such as a multi-slice, a similar effect can be obtained by performing the above-described measurement of the shim characteristics and the correction of the static magnetic field for each desired slice.

【0045】尚、上記実施例では、静磁場補正手段とし
てシムコイル318を用いたMRI装置について説明し
たが、シムコイルを用いず傾斜磁場コイルに静磁場補正
機能をもたせたMRI装置であっても本発明は同様に適
用できる。この場合、静磁場補正手段のチャンネル数は
3チャンネル程度が普通であるが、チャンネル数が単独
のものでも適用できる。
In the above embodiment, the MRI apparatus using the shim coil 318 as the static magnetic field correction means has been described. However, the present invention is applicable to an MRI apparatus having a gradient magnetic field coil and a static magnetic field correction function without using a shim coil. Is similarly applicable. In this case, the number of channels of the static magnetic field correction means is usually about three channels, but a single channel number can be applied.

【0046】また、上記実施例では、90゜パルスを1
回印加した後、全てのシムチャンネルについてのシム特
性を取得したが、全てのシムチャンネルについて1度に
得る必要はなく、必要に応じて複数回に分割してシム特
性を求めてもよい。例えばエコー信号の減衰が考えられ
る場合等は、1回目の90゜パルスで数個のシムチャン
ネルについてのシム特性を取得し、残りを2回目以降の
90゜パルスの印加で取得してもよい。
In the above embodiment, the 90 ° pulse is set to 1
Although the shim characteristics for all the shim channels are obtained after the application once, the shim characteristics need not be obtained at once for all the shim channels, and the shim characteristics may be obtained by dividing the shim channel into a plurality of times as necessary. For example, when the echo signal may be attenuated, the shim characteristics of several shim channels may be obtained by the first 90 ° pulse, and the remaining shim characteristics may be obtained by the application of the second and subsequent 90 ° pulses.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば一
度の撮像で静磁場分布の不均一性と静磁場補正手段(シ
ムコイル)の補正特性(シム特性)とが一度に得られ、
これらからシムコイルに流す最適な電流値を求めること
ができる。従って、静磁場補正を必要とするごと、即ち
被検体ごとにシム特性を計測することができる。このた
め、シム特性を予め用意しておく必要もなく、また、磁
場不均一の補正をあらゆるスライス厚、スライス間隔、
スライス位置に対応して精度よく行うことができる。こ
れにより、被検体を静磁場中に挿入することによって生
じる静磁場の不均一性を軽減することができ、不均一性
により生じていた画像やスペクトルの歪みを解消させる
ことができる。
As described above, according to the present invention, the non-uniformity of the static magnetic field distribution and the correction characteristics (shim characteristics) of the static magnetic field correction means (shim coil) can be obtained at one time by one imaging.
From these, the optimum current value to be passed through the shim coil can be determined. Therefore, the shim characteristics can be measured each time static magnetic field correction is required, that is, for each subject. For this reason, there is no need to prepare shim characteristics in advance, and correction of non-uniform magnetic fields can be performed at any slice thickness, slice interval,
This can be performed accurately in accordance with the slice position. Thereby, the non-uniformity of the static magnetic field caused by inserting the subject into the static magnetic field can be reduced, and the distortion of the image and the spectrum caused by the non-uniformity can be eliminated.

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

【図1】本発明のMRI装置によるパルスシーケンス及
びシム特性計測を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a pulse sequence and shim characteristic measurement by the MRI apparatus of the present invention.

【図2】本発明のMRI装置のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of the MRI apparatus of the present invention.

【図3】従来のMRI装置における静磁場の不均一分布
を計測するためのパルスシーケンスを示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a pulse sequence for measuring an inhomogeneous distribution of a static magnetic field in a conventional MRI apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

302 静磁場発生系(静磁場発生手段) 318 シムコイル(静磁場補正手段) 319 シム電源(静磁場補正手段) 303 傾斜磁場発生系(傾斜磁場発生手段) 304 送信系 305 検出系 307 シーケンサ 308 コンピュータ(中央制御系、静磁場分布計測手
段、特性計測手段、静磁場補正手段) 321 入力系(入力手段) 306 出力系(出力手段)
302 Static magnetic field generating system (static magnetic field generating means) 318 Shim coil (static magnetic field correcting means) 319 Shim power supply (static magnetic field correcting means) 303 Gradient magnetic field generating system (gradient magnetic field generating means) 304 Transmission system 305 Detection system 307 Sequencer 308 Computer ( Central control system, static magnetic field distribution measuring means, characteristic measuring means, static magnetic field correcting means) 321 input system (input means) 306 output system (output means)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検体に静磁場を与える静磁場発生手段
と、静磁場不均一性を補正する静磁場補正手段と、前記
被検体にスライス方向傾斜磁場、周波数エンコード傾斜
磁場及び位相エンコード傾斜磁場を与える傾斜磁場発生
手段と、前記被検体の生体組織を構成する原子の原子核
に核磁気共鳴を起こさせる高周波パルスを前記被検体に
照射する送信系と、前記傾斜磁場発生手段及び前記送信
系を制御し、各傾斜磁場及び高周波パルスをある所定の
パルスシーケンスで繰り返し印加するシーケンサと、核
磁気共鳴信号を計測信号として検出する検出系と、前記
検出系で検出された信号をデータとして画像再構成する
と共に、この装置全体を制御する中央制御系と、前記中
央制御系に条件を入力する入力手段と、前記中央制御系
により処理されたデータを表示、保存する出力手段とを
備えた磁気共鳴診断装置において、 静磁場分布の不均一性を計測するための静磁場分布計測
手段と、前記静磁場補正手段の特性を計測する特性計測
手段とを備え、 前記静磁場分布計測手段は、エコー時間経過時を基準と
して所定の微少時間前及び後に発生する1対のエコー信
号から静磁場分布を求め、 前記特性計測手段は、前記静磁場補正手段に電流を印加
したときの静磁場分布を求め、この静磁場分布と前記静
磁場補正手段に電流を印加しない場合の静磁場分布との
差から前記静磁場補正手段の特性を求め、 前記静磁場補正手段は、前記静磁場分布計測手段により
得られた静磁場分布と前記特性計測手段により得られた
特性とに基づいて前記静磁場補正手段の各チャンネルに
流す電流値を計算し、電流を印加することを特徴とする
磁気共鳴診断装置。
1. A static magnetic field generating means for applying a static magnetic field to a subject, a static magnetic field correcting means for correcting static magnetic field inhomogeneity, and a slice direction gradient magnetic field, a frequency encoding gradient magnetic field, and a phase encoding gradient magnetic field are applied to the subject. A gradient magnetic field generating means, a transmitting system for irradiating the subject with a high-frequency pulse for causing nuclear magnetic resonance in nuclei of atoms constituting the living tissue of the subject, and the gradient magnetic field generating means and the transmitting system. A sequencer that controls and repeatedly applies each gradient magnetic field and a high-frequency pulse in a predetermined pulse sequence, a detection system that detects a nuclear magnetic resonance signal as a measurement signal, and image reconstruction using the signal detected by the detection system as data A central control system for controlling the entire apparatus, input means for inputting conditions to the central control system, and data processed by the central control system. A magnetic resonance diagnostic apparatus provided with output means for displaying and storing data, a static magnetic field distribution measuring means for measuring nonuniformity of a static magnetic field distribution, and characteristic measurement for measuring characteristics of the static magnetic field correcting means. The static magnetic field distribution measuring means obtains a static magnetic field distribution from a pair of echo signals generated before and after a predetermined minute time with reference to the time when the echo time has elapsed, and the characteristic measuring means comprises: The static magnetic field distribution when a current is applied to the correction means is obtained, and the characteristic of the static magnetic field correction means is obtained from the difference between the static magnetic field distribution and the static magnetic field distribution when no current is applied to the static magnetic field correction means. The static magnetic field correction means calculates a current value flowing through each channel of the static magnetic field correction means based on the static magnetic field distribution obtained by the static magnetic field distribution measurement means and the characteristics obtained by the characteristic measurement means, A magnetic resonance diagnostic apparatus, wherein
【請求項2】 被検体に静磁場を与える静磁場発生手段
と、複数チャンネルを有し、静磁場不均一性を補正する
静磁場補正手段と、前記被検体にスライス方向傾斜磁
場、周波数エンコード傾斜磁場及び位相エンコード傾斜
磁場を与える傾斜磁場発生手段と、前記被検体の生体組
織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせる高
周波パルスを前記被検体に照射する送信系と、前記傾斜
磁場発生手段及び前記送信系を制御し、各傾斜磁場及び
高周波パルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し
印加するシーケンサと、核磁気共鳴信号を計測信号とし
て検出する検出系と、前記検出系で検出された信号をデ
ータとして画像再構成すると共に、この装置全体を制御
する中央制御系と、前記中央制御系に条件を入力する入
力手段と、前記中央制御系により処理されたデータを表
示、保存する出力手段とを備えた磁気共鳴診断装置にお
いて、 静磁場分布の不均一性を計測するための静磁場分布計測
手段と、前記静磁場補正手段の特性を計測する特性計測
手段とを備え、 前記静磁場分布計測手段は、エコー時間経過時を基準と
して所定の微少時間前及び後に発生する1対のエコー信
号から静磁場分布を求め、 前記特性計測手段は、前記静磁場補正手段の特定チャン
ネルに順次電流を印加し、前記特定チャンネルに前記電
流を印加した場合の静磁場分布と前記静磁場補正手段に
電流を印加しない場合の静磁場分布との差から前記静磁
場補正手段の特性を求め、 前記静磁場補正手段は、前記静磁場分布計測手段により
得られた静磁場分布と前記特性計測手段により得られた
特性とに基づいて前記静磁場補正手段の各チャンネルに
流す電流値を計算し、電流を印加することを特徴とする
磁気共鳴診断装置。
2. A static magnetic field generating means for applying a static magnetic field to a subject, a static magnetic field correcting means having a plurality of channels and correcting static magnetic field inhomogeneity, a slice direction gradient magnetic field, a frequency encoding gradient A gradient magnetic field generating means for applying a magnetic field and a phase encoding gradient magnetic field, a transmission system for irradiating the subject with a high-frequency pulse for causing nuclear magnetic resonance in nuclei of atoms constituting the living tissue of the subject, and the gradient magnetic field generation A sequencer that controls the means and the transmission system, repeatedly applies each gradient magnetic field and a high-frequency pulse in a predetermined pulse sequence, a detection system that detects a nuclear magnetic resonance signal as a measurement signal, and a signal detected by the detection system. And a central control system for controlling the entire apparatus, input means for inputting conditions to the central control system, and A magnetic resonance diagnostic apparatus having output means for displaying and storing data processed by a control system, wherein a static magnetic field distribution measuring means for measuring nonuniformity of a static magnetic field distribution, and characteristics of the static magnetic field correcting means The static magnetic field distribution measuring means obtains a static magnetic field distribution from a pair of echo signals generated before and after a predetermined minute time with reference to the time when the echo time has elapsed, the characteristic measuring means Is a difference between a static magnetic field distribution when the current is applied to the specific channel and a static magnetic field distribution when the current is not applied to the static magnetic field corrector. From the static magnetic field correction means, the static magnetic field correction means, based on the static magnetic field distribution obtained by the static magnetic field distribution measurement means and the characteristics obtained by the characteristic measurement means A magnetic resonance diagnostic apparatus comprising: calculating a current value flowing through each channel of the static magnetic field correction means; and applying a current.
【請求項3】 前記シーケンサは、前記静磁場補正手段
に電流を印加する前に、180゜高周波パルスを印加す
ることを特徴とする請求項1又は2記載の磁気共鳴診断
装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein the sequencer applies a 180 ° high-frequency pulse before applying a current to the static magnetic field correction unit.
【請求項4】 前記特性計測手段は、前記静磁場補正手
段の各チャンネルに印加する電流を反対の極性からなる
第1及び第2のパルスで与え、各々の極性の電流の時間
積分値はゼロであることを特徴とする請求項2又は3項
記載の磁気共鳴診断装置。
4. The characteristic measuring means gives currents applied to the respective channels of the static magnetic field correcting means as first and second pulses having opposite polarities, and the time integrated value of the current of each polarity is zero. 4. The magnetic resonance diagnostic apparatus according to claim 2, wherein:
【請求項5】 前記特性計測手段は、前記静磁場補正手
段に印加する前記第1の極性のパルスを、少なくとも前
記静磁場分布計測手段が静磁場分布を得るために用いる
1対のエコーを取得する間、連続して印加することを特
徴とする請求項5記載の磁気共鳴診断装置。
5. The characteristic measuring means acquires the pulse of the first polarity applied to the static magnetic field correcting means, at least a pair of echoes used by the static magnetic field distribution measuring means to obtain a static magnetic field distribution. 6. The magnetic resonance diagnostic apparatus according to claim 5, wherein the voltage is continuously applied during the operation.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103675732A (en) * 2012-09-19 2014-03-26 西门子公司 Combined HF/Shim/Gradient Signal Routing

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CN103675732B (en) * 2012-09-19 2018-05-04 西门子公司 High frequency/shimming of combination/gradient signal conveying

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