JPS60157039A - 核磁気共鳴イメ−ジング装置 - Google Patents
核磁気共鳴イメ−ジング装置Info
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- JPS60157039A JPS60157039A JP59013111A JP1311184A JPS60157039A JP S60157039 A JPS60157039 A JP S60157039A JP 59013111 A JP59013111 A JP 59013111A JP 1311184 A JP1311184 A JP 1311184A JP S60157039 A JPS60157039 A JP S60157039A
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- Japan
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- magnetic field
- gradient magnetic
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
- G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
- G01R33/561—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reduction of the scanning time, i.e. fast acquiring systems, e.g. using echo-planar pulse sequences
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は核磁気共鳴(N M R)現象を利用した体内
断層撮影装置、いわゆるNMRイメージング装置に関す
るもので、特に、患部等の関心領域の詳細な拡大画像の
観察を可能とするNMRイメージング装置に関するもの
である。
断層撮影装置、いわゆるNMRイメージング装置に関す
るもので、特に、患部等の関心領域の詳細な拡大画像の
観察を可能とするNMRイメージング装置に関するもの
である。
1946年にB 1ochおよびP urcellによ
りそれぞれ独立に発見されたNMR現象は、以後、物質
の構造解析を始めとして、物理、化学の分野で不可欠な
分析手段となっている。
りそれぞれ独立に発見されたNMR現象は、以後、物質
の構造解析を始めとして、物理、化学の分野で不可欠な
分析手段となっている。
このNMR現象は原子核の有する磁気モーメントと外界
との磁気的相互作用であり、その特徴は磁場エネルギー
がXmCTなどに比較して著しく少なく(10程度)、
人体への影響が殆んどないという点である。
との磁気的相互作用であり、その特徴は磁場エネルギー
がXmCTなどに比較して著しく少なく(10程度)、
人体への影響が殆んどないという点である。
このNMR現象をイメージングに応用する試みは、19
74年、L auterburによって最初に提案され
た。その後、多くのNMRイメージング法がIJFI発
されたが、現在では、測定精度とS/N比の良いパルス
法が主流を占めている。パルス法NMRイメージングの
詳細は、例えば、F arrar 、 B ecker
著、赤坂、井元訳:パルスおよびフーリエ変換NMR,
吉岡書店(1976)等に記述されている。
74年、L auterburによって最初に提案され
た。その後、多くのNMRイメージング法がIJFI発
されたが、現在では、測定精度とS/N比の良いパルス
法が主流を占めている。パルス法NMRイメージングの
詳細は、例えば、F arrar 、 B ecker
著、赤坂、井元訳:パルスおよびフーリエ変換NMR,
吉岡書店(1976)等に記述されている。
現在用いられているパルス法は、いずれも、測定対象の
有するラーマ−周波数全域を含む強力なパルス高周波磁
場で対象物体を励振し、それにより生じた過渡応答(F
ree I nduction D ecay、以下
、rF I D信号」という)を周波数分析する方法で
ある。
有するラーマ−周波数全域を含む強力なパルス高周波磁
場で対象物体を励振し、それにより生じた過渡応答(F
ree I nduction D ecay、以下
、rF I D信号」という)を周波数分析する方法で
ある。
上記パルス法には、以下に示す如き各種の方法およびこ
れらを組合わせた方法がある。
れらを組合わせた方法がある。
(1)フーリエ変換法
(2)投影再構成法
(3)選択励起法
(4)振動磁場法
上記各方法には、それぞれ一長一短がある。例えば、フ
ーリエ変換法、投影再構成法は1画質は比較的良好であ
るが計測時間が長くかかるという問題があり、原理上、
現状以上の高速化は困難である。一方、選択励起法は、
画質は落ちるが計測時間は短くて済むという特徴がある
。
ーリエ変換法、投影再構成法は1画質は比較的良好であ
るが計測時間が長くかかるという問題があり、原理上、
現状以上の高速化は困難である。一方、選択励起法は、
画質は落ちるが計測時間は短くて済むという特徴がある
。
ところで、被検体の断面を画像化する場合、全断面では
なく、特定の関心領域だけを精密に拡大して観察したい
場合がある。手術後あるいは投薬後における患部の変化
を知りたい場合等がその一例である。
なく、特定の関心領域だけを精密に拡大して観察したい
場合がある。手術後あるいは投薬後における患部の変化
を知りたい場合等がその一例である。
この場合には、上記関心領域の位置を的確に知る必要が
ある。通常は、事前に撮影した断層像を基に、およその
位置を指定することが考えられるが、以前に撮影した患
部等に、新しく撮影する位置を合わせることは一般に困
難である。
ある。通常は、事前に撮影した断層像を基に、およその
位置を指定することが考えられるが、以前に撮影した患
部等に、新しく撮影する位置を合わせることは一般に困
難である。
そこで、拡大撮影直前に事前撮影を行い、関心領域を指
示する方法が採用されるに至っている。
示する方法が採用されるに至っている。
しかしながら、この場合、上記投影再構成法は長い計測
時間を要するため、医師が関心領域を指示するまでの待
ち時間が長く無駄が多いほか、装置のスループッ1〜が
悪くなるという問題がある。
時間を要するため、医師が関心領域を指示するまでの待
ち時間が長く無駄が多いほか、装置のスループッ1〜が
悪くなるという問題がある。
また、選択励起法は画質が充分でないため、拡大撮影を
行ってもあまり効果が出ないという問題がある。
行ってもあまり効果が出ないという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、従来の拡大撮影用NMRイメージング装
置における上述の如き問題を解消し、拡大撮影すべき関
心領域を、迅速かつ適切に指示可能とするとともに、上
記関心領域の拡大画像を充分な画質で得ることを可能と
するNMRイメージング装置を提供することにある。
するところは、従来の拡大撮影用NMRイメージング装
置における上述の如き問題を解消し、拡大撮影すべき関
心領域を、迅速かつ適切に指示可能とするとともに、上
記関心領域の拡大画像を充分な画質で得ることを可能と
するNMRイメージング装置を提供することにある。
本発明の上記目的は、NMRイメージング装置において
、高速の計測を行うことが可能なイメージング手段と、
該イメージング手段により再構成された被検体断面の画
像中の関心領域を指定する手段と、上記関心領域におけ
る傾斜磁場の勾配が他の領域における傾斜磁場の勾配よ
り実質的に大きくなるように制御する傾斜磁場制御手段
と、該傾斜磁場制御手段により上記関心領域における傾
斜磁場の勾配を大きくした後に、上記関心領域の画像を
再構成するイメージング手段とを有することを特徴とす
るNMRイメージング装置によって達成される。
、高速の計測を行うことが可能なイメージング手段と、
該イメージング手段により再構成された被検体断面の画
像中の関心領域を指定する手段と、上記関心領域におけ
る傾斜磁場の勾配が他の領域における傾斜磁場の勾配よ
り実質的に大きくなるように制御する傾斜磁場制御手段
と、該傾斜磁場制御手段により上記関心領域における傾
斜磁場の勾配を大きくした後に、上記関心領域の画像を
再構成するイメージング手段とを有することを特徴とす
るNMRイメージング装置によって達成される。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。図
において、1はシステム全体のコントロールおよび計測
したデータに基づき画像再構成を行う処理装置、2は被
検体からNMR信号を検出するために発生させる各種パ
ルスおよび検出する信号をコントロールするシーケンス
制御部、3は被検体の特定の核種を共鳴させるために発
生させる高周波磁場をコントロールするRFF御部、4
は上記RFF御部3で発生させる高周波磁場の周波数、
振幅のうちの少なくとも1つを変調し、その周波数成分
を帯域制限することで領域の選択を行う信号を発生させ
る選択励起変調部、5は上記RF制制御部3道 に基づきコイルに電流を流す送信器を示している。
において、1はシステム全体のコントロールおよび計測
したデータに基づき画像再構成を行う処理装置、2は被
検体からNMR信号を検出するために発生させる各種パ
ルスおよび検出する信号をコントロールするシーケンス
制御部、3は被検体の特定の核種を共鳴させるために発
生させる高周波磁場をコントロールするRFF御部、4
は上記RFF御部3で発生させる高周波磁場の周波数、
振幅のうちの少なくとも1つを変調し、その周波数成分
を帯域制限することで領域の選択を行う信号を発生させ
る選択励起変調部、5は上記RF制制御部3道 に基づきコイルに電流を流す送信器を示している。
また、6は被検体から発生するNMR信号を検波し、F
ID信号を取出す受信器、7は上記受信器6で得られた
信号をA/D変換するデータ取込部、8は目的に応じた
任意の傾斜磁場を発生させるための制御部、9はX方向
,X方向,Z方向それぞれ独立に制御可能なコイル用電
源、10.11゜12はそれぞれX方向、X方向、2方
向の磁場発生用コイル、13はNMR信号の共鳴周波数
を決定する静磁場をコントロールする制御部、14は上
記静磁場の電源を示している。
ID信号を取出す受信器、7は上記受信器6で得られた
信号をA/D変換するデータ取込部、8は目的に応じた
任意の傾斜磁場を発生させるための制御部、9はX方向
,X方向,Z方向それぞれ独立に制御可能なコイル用電
源、10.11゜12はそれぞれX方向、X方向、2方
向の磁場発生用コイル、13はNMR信号の共鳴周波数
を決定する静磁場をコントロールする制御部、14は上
記静磁場の電源を示している。
なお、15は前記処理装置1で処理した結果をCRT等
の表示装置に表示したり、ライトペン、キーボード等の
入力装置をコントロールするCRT操作卓制御部、16
は再構成画像を表示するためのCRTディスプレイを示
している。
の表示装置に表示したり、ライトペン、キーボード等の
入力装置をコントロールするCRT操作卓制御部、16
は再構成画像を表示するためのCRTディスプレイを示
している。
上述の如く構成された本実施例の動作を、以下第2図に
示した処理フローチャー1・を中心に用いて説明する。
示した処理フローチャー1・を中心に用いて説明する。
ステップ1:被検体の患部を含む断面を選択励起法を用
いて撮影する。撮影のためのパルスシーケンスは前記シ
ーケンス制御部2に予め貯えておくものとする。パルス
シーケンスを第3図に示す。
いて撮影する。撮影のためのパルスシーケンスは前記シ
ーケンス制御部2に予め貯えておくものとする。パルス
シーケンスを第3図に示す。
具体的な手順は以下の通りである(第4図参照)。
(1)z方向に傾斜磁場Gzを印加し、第4図に示すΔ
Z領域以外にある核スピンを飽和させる選択飽和パルス
を照射する。
Z領域以外にある核スピンを飽和させる選択飽和パルス
を照射する。
(2)X方向に傾斜磁場Gyを印加し、第4図に示すΔ
y領領域みを励起する選択励起パルスを照射する。
y領領域みを励起する選択励起パルスを照射する。
(3)以上の操作で、第4図の斜線の領域のみが励振さ
れる。最後に、X方向に傾斜磁場Gxを印加し、発生す
るFID信号を観測する。
れる。最後に、X方向に傾斜磁場Gxを印加し、発生す
るFID信号を観測する。
(4)得られた信号を処理装置lにてフーリエ変換する
と、上記第4図の斜線部の幅Δyの線状領域の核スピン
密度分布が得られる。
と、上記第4図の斜線部の幅Δyの線状領域の核スピン
密度分布が得られる。
(5)(1)に戻り、以下、X方向の励起位置を変化さ
せることにより、全画面の核スピン密度をめることがで
きる。
せることにより、全画面の核スピン密度をめることがで
きる。
ステップ2:前段でめた画像から拡大撮影を行う関心領
域の範囲を設定する。次段で行う投影再構成法では、第
5図に示す如き核スピン密度の投影データを被検体20
の周囲180度の方向から得る必要がある。このために
は傾斜磁場を被検体20の周囲に回転させるが、第5図
からも明らかな如く、関心領域(斜線部)を含む投影デ
ータ21A、21B。
域の範囲を設定する。次段で行う投影再構成法では、第
5図に示す如き核スピン密度の投影データを被検体20
の周囲180度の方向から得る必要がある。このために
は傾斜磁場を被検体20の周囲に回転させるが、第5図
からも明らかな如く、関心領域(斜線部)を含む投影デ
ータ21A、21B。
・・・・の位置は変化する。
これは拡大撮影を行うために勾配を大きくする範囲が、
各投影方向ごとに異なることを意味するものである。従
って、ここでは1次段の計測を行うときに与える傾斜磁
場の形を決定するために必要なパラメータを計算する。
各投影方向ごとに異なることを意味するものである。従
って、ここでは1次段の計測を行うときに与える傾斜磁
場の形を決定するために必要なパラメータを計算する。
上記パラメータとは、具体的には、勾配を大きくすべき
範囲である。以下、これを第6図に基づいて詳細に説明
する。
範囲である。以下、これを第6図に基づいて詳細に説明
する。
第6図はある投影方向における、関心領域の拡大撮影を
行うための傾斜磁場の勾配変化の例を示すものである。
行うための傾斜磁場の勾配変化の例を示すものである。
図において、20.21Aは第5図と同様、被検体、投
影データを、22は傾斜磁場を示している。
影データを、22は傾斜磁場を示している。
上記傾斜磁場22の形は、被検体20の関心領域を含む
領域を中心に拡大する如く、点a、b間を急峻にしたも
のであり、上記点a、bが前述のパラメータである。N
MR信号の性質から、このように傾斜磁場勾配を大きく
する程、サンプリング間隔が細かくなる。なお、第6図
においては、上記傾斜磁場22を折れ線で示したが実際
は滑らかな曲線で変化するものである。
領域を中心に拡大する如く、点a、b間を急峻にしたも
のであり、上記点a、bが前述のパラメータである。N
MR信号の性質から、このように傾斜磁場勾配を大きく
する程、サンプリング間隔が細かくなる。なお、第6図
においては、上記傾斜磁場22を折れ線で示したが実際
は滑らかな曲線で変化するものである。
ステップ3:前段でめたパラメータ(a、b)に従って
、関心領域を通過する投影データのサンプリングが細か
くなるような傾斜磁場22をかける。
、関心領域を通過する投影データのサンプリングが細か
くなるような傾斜磁場22をかける。
ステップ4:上記傾斜磁場により得られる投影データは
、第6図に21Pで示す如く、通常の直線状傾斜磁場の
下での投影データとは異なり、歪んだ形になっている。
、第6図に21Pで示す如く、通常の直線状傾斜磁場の
下での投影データとは異なり、歪んだ形になっている。
すなわち、関心領域を含む勾配の急な範囲の投影データ
は拡大されているが、これ以外の領域では、逆に極端に
圧縮された形となっている(黒色部)。そこで、上記圧
縮部分の投影データは、補間処理を行うことによって2
IQに示す如く、全体を拡大した投影データに変換する
。
は拡大されているが、これ以外の領域では、逆に極端に
圧縮された形となっている(黒色部)。そこで、上記圧
縮部分の投影データは、補間処理を行うことによって2
IQに示す如く、全体を拡大した投影データに変換する
。
ステップ5:前段で得られた投影データ21Qは、X線
CT装置で用いられている逆投影法の像再溝成アルゴリ
ズムをそのまま適用できる形になっているので、フィル
タ処理後フーリエ変換を行い、逆投影演算を行うことに
より、画像を得ることができる。
CT装置で用いられている逆投影法の像再溝成アルゴリ
ズムをそのまま適用できる形になっているので、フィル
タ処理後フーリエ変換を行い、逆投影演算を行うことに
より、画像を得ることができる。
上記実施例においては、高速のイメージングを行うイメ
ージング手法として選択励起法を用い。
ージング手法として選択励起法を用い。
関心領域の拡大画像のイメージングを行うイメージング
手法として投影再構成法を用いているが、本発明は必ず
しもこれに限定されるべきものではないことは言うまで
もない。
手法として投影再構成法を用いているが、本発明は必ず
しもこれに限定されるべきものではないことは言うまで
もない。
以上述べた如く、本発明によれば、NMRイメージング
装置を、高速の計測を行うことが可能なイメージング手
段と、該イメージング手段により再構成された被検体断
面の画像中の関心領域を指定する手段と、上記関心領域
における傾斜磁場の勾配が他の領域における傾斜磁場の
勾配より実質的に大きくなるように制′°御する傾斜磁
場制御手段と、該傾斜磁場制御手段により上記関心領域
における傾斜磁場の勾配を大きくした後に、上記関心領
域の画像を再構成するイメージング手段とを有する如く
構成したので、拡大撮影すべき関心領域を、迅速かつ適
切に指示可能とするとともに、上記関心領域の拡大画像
を充分な画質で得ることを可能とするNMRイメージン
グ装置を実現できるという顕著な効果を奏するものであ
る。
装置を、高速の計測を行うことが可能なイメージング手
段と、該イメージング手段により再構成された被検体断
面の画像中の関心領域を指定する手段と、上記関心領域
における傾斜磁場の勾配が他の領域における傾斜磁場の
勾配より実質的に大きくなるように制′°御する傾斜磁
場制御手段と、該傾斜磁場制御手段により上記関心領域
における傾斜磁場の勾配を大きくした後に、上記関心領
域の画像を再構成するイメージング手段とを有する如く
構成したので、拡大撮影すべき関心領域を、迅速かつ適
切に指示可能とするとともに、上記関心領域の拡大画像
を充分な画質で得ることを可能とするNMRイメージン
グ装置を実現できるという顕著な効果を奏するものであ
る。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
その動作フローチャート、第3図は選択励起法のパルス
シーケンスを示す図、第4図はその説明図、第5図は投
影データと関心領域との関係を示す図、第6図は拡大投
影データの説明図である。 1:処理装置、2ニジ−ケンス制御部、3:RF制御部
、4:選択励起変調部、5:送信器、6:受信器、7:
データ取込部、8:傾斜磁場制御部、13:静磁場制御
部、20:被検体、21A、 21B、 21P、21
Q:投影データ、22:傾斜磁場。 特許出願人 株式会社日立製作所 代理人弁理士磯村雅俊 第 3 図 高周波磁場H1 第 4 図 第 5 図
その動作フローチャート、第3図は選択励起法のパルス
シーケンスを示す図、第4図はその説明図、第5図は投
影データと関心領域との関係を示す図、第6図は拡大投
影データの説明図である。 1:処理装置、2ニジ−ケンス制御部、3:RF制御部
、4:選択励起変調部、5:送信器、6:受信器、7:
データ取込部、8:傾斜磁場制御部、13:静磁場制御
部、20:被検体、21A、 21B、 21P、21
Q:投影データ、22:傾斜磁場。 特許出願人 株式会社日立製作所 代理人弁理士磯村雅俊 第 3 図 高周波磁場H1 第 4 図 第 5 図
Claims (1)
- (1)核磁気共鳴現象を利用したイメージング装置にお
いて、高速の計測を行うことが可能なイメージング手段
と、該イメージング手段により再構成された被検体断面
の画像中の関心領域を指定する手段と、上記関心領域に
おける傾斜磁場の勾配が他の領域における傾斜磁場の勾
配より実質的に大きくなるように制御する傾斜磁場制御
手段と、該傾斜磁場制御手段により上記関心領域におけ
る傾斜磁場の勾配を大きくした後に、上記−関心領域の
画像を再構成するイメージング手段とを有することを特
徴とする核磁気共鳴イメージング装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59013111A JPS60157039A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 核磁気共鳴イメ−ジング装置 |
US06/694,743 US4644278A (en) | 1984-01-27 | 1985-01-25 | Nuclear magnetic resonance imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59013111A JPS60157039A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 核磁気共鳴イメ−ジング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60157039A true JPS60157039A (ja) | 1985-08-17 |
Family
ID=11824038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59013111A Pending JPS60157039A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 核磁気共鳴イメ−ジング装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4644278A (ja) |
JP (1) | JPS60157039A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0246327A1 (en) * | 1985-10-30 | 1987-11-25 | Yokogawa Medical Systems, Ltd | Method and apparatus for nmr imaging |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4843549A (en) * | 1986-02-21 | 1989-06-27 | U.S. Philips Corporation | Method of determining the spectral distribution of the nuclear magnetization in a limited volume, and device for performing the method |
JPS63160641A (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-04 | 株式会社日立メディコ | Mrイメ−ジング法 |
US4710717A (en) * | 1986-12-29 | 1987-12-01 | General Electric Company | Method for fast scan cine NMR imaging |
US4853636A (en) * | 1987-01-12 | 1989-08-01 | Hitachi, Ltd. | NMR imaging method |
JPS63229039A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-22 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴イメ−ジング装置 |
US5168228A (en) * | 1987-05-14 | 1992-12-01 | National Researh Development Corporation | Echo planar imaging systems |
GB9205374D0 (en) * | 1992-03-12 | 1992-04-22 | Metal Closures Group Ltd | Container closures |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4021726A (en) * | 1974-09-11 | 1977-05-03 | National Research Development Corporation | Image formation using nuclear magnetic resonance |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP59013111A patent/JPS60157039A/ja active Pending
-
1985
- 1985-01-25 US US06/694,743 patent/US4644278A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0246327A1 (en) * | 1985-10-30 | 1987-11-25 | Yokogawa Medical Systems, Ltd | Method and apparatus for nmr imaging |
EP0246327A4 (en) * | 1985-10-30 | 1990-01-23 | Yokogawa Medical Syst | METHOD AND DEVICE FOR IMAGING WITH NMR. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4644278A (en) | 1987-02-17 |
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