JPS6151550A - Method and device for observing nuclear magnetic resonance image - Google Patents
Method and device for observing nuclear magnetic resonance imageInfo
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- JPS6151550A JPS6151550A JP59173897A JP17389784A JPS6151550A JP S6151550 A JPS6151550 A JP S6151550A JP 59173897 A JP59173897 A JP 59173897A JP 17389784 A JP17389784 A JP 17389784A JP S6151550 A JPS6151550 A JP S6151550A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、核磁気共鳴現象を利用して、被検体内におけ
る特定原子核の密度分布等を被検体外部より知ることの
できる断IJiiQ像観測の方法および装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention utilizes the nuclear magnetic resonance phenomenon to obtain cross-sectional IJiiQ image observation that allows the density distribution of specific atomic nuclei within a subject to be known from outside the subject. METHODS AND APPARATUS.
特に、断層画像を得るための方法および装置に関する。In particular, it relates to a method and apparatus for obtaining tomographic images.
本発明の装置は医療機器としてしばしば利用される。The device of the present invention is often used as a medical device.
従来の核磁気共鳴画像観測装置は、被検体に対して静磁
場を印加した状態で、この被検体に対して断層面を選択
する勾配磁場および高周波パルスを印加し、この被検体
の断層面の組織を構成する特定家子の原子核に核磁気共
鳴を生じさせてエネルギを与て励起し、この直後に、断
層面内の位置を決定するための勾配磁場を印加して核磁
気共鳴の信号を観測し、この信号を演算処理するごとに
より被検体の断層画像を得ている。このような測定のタ
イムチャートを第8図に示す。Conventional nuclear magnetic resonance imaging observation equipment applies a gradient magnetic field and high-frequency pulses to select the tomographic plane of the subject while applying a static magnetic field to the subject. Nuclear magnetic resonance is generated in the specific atomic nuclei that make up the tissue, giving energy and excitation. Immediately after this, a gradient magnetic field is applied to determine the position within the fault plane to generate nuclear magnetic resonance signals. A tomographic image of the subject is obtained each time the signal is observed and processed. A time chart of such measurements is shown in FIG.
また、核磁気共鳴分析計で用いられるDEFT(Dri
ven Equilibriu+* Fourier
Transform)法では、90@−180°−90
@のパルスの印加シーケンスにより、高速に核磁気共鳴
の信号を観測している。In addition, DEFT (Dri
ven Equilibriu+*Fourier
In the Transform) method, 90@-180°-90
Nuclear magnetic resonance signals are observed at high speed by the @ pulse application sequence.
ここで、90”、180@のパルスとは、原子核のスピ
ンによる磁化ベクトルを、ラーモアの周波数で回転する
回転座標系の特定の座標軸のまわりにそれぞれ90°、
180°回転させる高周波パルスである。Here, the 90" and 180@ pulses mean that the magnetization vector due to the spin of the atomic nucleus is rotated by 90 degrees around a specific coordinate axis of a rotating coordinate system rotating at the Larmor frequency, respectively.
This is a high frequency pulse that rotates the image by 180 degrees.
しかし、従来の核磁気共鳴画像観測装置では、信号を観
測するための時間T、はlO〜20ミリ秒程度であるの
に対して、励起された原子核のスピンによる磁化ベクト
ルが熱平衡状態に戻るまでの待ち時間T、は0.5〜1
秒程度必要である。この待ち時間T4のために、従来例
による核磁気共鳴画像の観測は、観測周期T、が長くな
り、時間がかかる欠点があった。However, with conventional nuclear magnetic resonance imaging observation equipment, the time T required to observe the signal is about 10~20 milliseconds, whereas it takes until the magnetization vector due to the spin of the excited nucleus returns to a thermal equilibrium state. The waiting time T is 0.5 to 1
It takes about seconds. Because of this waiting time T4, the conventional nuclear magnetic resonance image observation had the drawback that the observation cycle T was long and it took a long time.
また、DEFT法では、2次元の断層画像を得るために
90°パルスで選択励起すると、信号が弱く断層面の形
状も悪い欠点があった。Furthermore, the DEFT method has a drawback in that when selective excitation is performed with a 90° pulse to obtain a two-dimensional tomographic image, the signal is weak and the shape of the tomographic plane is poor.
第9図に、磁化ベクトルの動きをコンピュータシミュレ
ーションして得られた断層面の形状を示す。第9図にお
いて、横軸は断層面に直交する方向の座標であり、たて
軸は相対的な信号強度であり、SR法およびFR法によ
る結果と、DEFT法による結果とについて示す。この
シミュレーションは、
縦緩和時間T、=693 ミリ秒、
横緩和時間T2 −262 ミリ秒 、観測時間Ts
I=Tsx−15ミリ秒、観測周期T、 =10
0 ミリ秒として行っている。また、SR法については
、待ち時間T4を長(とり、Tr>>TI とした場合
の結果もボテ。また、DEFT法については、選択励起
を行った場合と行わない場合とを示す。FIG. 9 shows the shape of the tomographic plane obtained by computer simulation of the movement of the magnetization vector. In FIG. 9, the horizontal axis is the coordinate in the direction perpendicular to the tomographic plane, and the vertical axis is the relative signal intensity, and the results by the SR method and FR method and the results by the DEFT method are shown. In this simulation, longitudinal relaxation time T = 693 ms, transverse relaxation time T2 -262 ms, observation time Ts
I = Tsx - 15 ms, observation period T, = 10
This is done as 0 milliseconds. Furthermore, for the SR method, the results are also poor when the waiting time T4 is long (and Tr>>TI). Also, for the DEFT method, cases are shown with and without selective excitation.
また、DEFT法では、180°パルスを選択励起また
は非選択励起のどちらに使用しても、断面形状が悪化す
る欠点があった。Further, the DEFT method has a drawback that the cross-sectional shape deteriorates regardless of whether the 180° pulse is used for selective excitation or non-selective excitation.
なお、核磁気共鳴による断層観測装置にDEFT法を使
用する公知技術はない。Note that there is no known technology that uses the DEFT method in a tomographic observation device using nuclear magnetic resonance.
本発明は、短い走査時間で被検体断層面の核磁気共鳴画
像を得るための方法および装置を提供することを目的と
する。An object of the present invention is to provide a method and apparatus for obtaining a nuclear magnetic resonance image of a tomographic plane of a subject in a short scanning time.
C問題点を解決するための手段〕
本発明核磁気共鳴画像観測方法は、180°・90゜−
(180” −) ”’ −90°のパルスシーケンス
により、核磁気共鳴画像を観測することを観測する。Means for Solving Problem C] The nuclear magnetic resonance image observation method of the present invention provides
(180"-)"' Observe the nuclear magnetic resonance image by a pulse sequence of -90°.
すなわち本発明の方法は、被検体に対して静磁場を印加
した状態で、この被検体に対して、観測しようとする断
層面を選択する勾配磁場および特定原子核を励起する第
一の高周波パルス(90°パルス)を印加する第一のス
テップと、上記断層面内の位置を設定するための勾配磁
場を印加して、上記第一のステップにより励起された核
磁気共鳴の信号を観測する第二のステップと、この信号
から上記断層面について特定原子核の密度分布等を画像
に再構成する演算を行う第三のステップとを含む核磁気
共鳴画像観測方法において、上記第一のステップの直前
に静磁場の方向に対して原子核のスピンによる磁化ベク
トルの方向を反転させる第二の高周波パルス(180@
パルス)を印加する第四のステップと、上記第二のステ
ップの後に、上記第一のステップで選択した断゛層面と
同じ断層面を選択する勾配磁場および磁化ベクトルを強
制的に熱平f%i状態に戻す第三の高周波パルス(90
@パルス)を印加する第五のステップと、この第五のス
テップに続いて次のステップに移行するための所定の待
ち時間をお(第六のステップとを含み、上記第二のステ
ップは、磁化ベクトルを反転させる第四の高周波パルス
(180’パルス)を印加して、核磁気共鳴の信号を2
N+1 (ただしNは非負の整数)回繰り返し観測す
る第七のステップを含むことを観測する。That is, in the method of the present invention, a static magnetic field is applied to the subject, and a gradient magnetic field that selects the tomographic plane to be observed and a first high-frequency pulse ( 90° pulse), and a second step of applying a gradient magnetic field to set the position within the tomographic plane and observing the nuclear magnetic resonance signal excited by the first step. In the nuclear magnetic resonance image observation method, which includes a step of A second high-frequency pulse (180@
After the second step, the gradient magnetic field and magnetization vector are forced to select the same fault plane as the one selected in the first step, and the thermal flattening f% is applied. A third high-frequency pulse (90
The second step includes a fifth step of applying @pulse), and a sixth step of applying a predetermined waiting time to proceed to the next step following this fifth step, and the second step is as follows: A fourth high-frequency pulse (180' pulse) that reverses the magnetization vector is applied to convert the nuclear magnetic resonance signal into 2
It is observed that the seventh step is repeatedly observed N+1 times (where N is a non-negative integer).
ま°た、本発明の装置は、上述のパルスシーケンスを自
動的に行う制御手段を備えたことを観測する。It is also observed that the device of the invention comprises control means for automatically performing the above-described pulse sequence.
ここで、90°、180@のパルスとは、原子核のスピ
ンによる磁化ベクトルを、ラーモアの周波数で回転する
回転座標系における特定の座標軸のまわりにそれぞれ9
0°、180°回転させる高周波パルスである。さらに
、以下の説明で用いる添え字の付いた90. ” 、
90. ”のような表記は、それぞれy軸およびy軸
のまわりに磁化ベクトルを回転させる高周波パルスを意
味し、180 ”についても同様である。また添字の負
号は逆回転を示す。回転軸は、高周波パルスの位相で制
御する。Here, the 90° and 180@ pulses mean that the magnetization vector due to the spin of the atomic nucleus is rotated by 90° and 180@, respectively, around a specific coordinate axis in a rotating coordinate system that rotates at the Larmor frequency.
It is a high frequency pulse that rotates by 0° and 180°. Furthermore, 90. with a subscript used in the following explanation. ” ,
90. Notations such as ``180'' refer to high-frequency pulses that rotate the magnetization vector about the y-axis and the y-axis, respectively, and the same applies to 180''. Moreover, the negative sign of the subscript indicates reverse rotation. The rotation axis is controlled by the phase of the high-frequency pulse.
回転直交xyz座標系の2方向に静磁場を印加する。こ
のときには、原子核のスピン系による磁化ベクトルは熱
平衡状態にあり、静磁場の方向を向(。この方向を「2
方向上向き」とし、この逆の方向を「2方向下向き」と
する。Static magnetic fields are applied in two directions of a rotationally orthogonal xyz coordinate system. At this time, the magnetization vector due to the spin system of the atomic nucleus is in a state of thermal equilibrium, and the direction of the static magnetic field is
The direction is "upward" and the opposite direction is "downward in two directions."
まず、1800パルスにより、磁化ベクトルを回転させ
、2方向上向きの磁化ベクトルを2方向下向きにする。First, the magnetization vector is rotated by 1800 pulses, and the magnetization vector, which is upward in two directions, is turned downward in two directions.
ここで、断層面を選択するための勾配磁場(i2!沢磁
場)を印加した状態で90’パルスを印加する。選択磁
場により一つの断層面が選択され、90″パルスにより
磁化ベクトルがx−y平面内に倒される。このとき、断
層面の境界では角度θ(Oo〈θ<90°)だけ磁化ベ
クトルが傾き、断層面外では磁化ベクトルは変化しない
。すなわち、選択磁場と90’パルスとにより、一つの
断層面のスピンだけを励起する。Here, a 90' pulse is applied while a gradient magnetic field (i2! Sawa magnetic field) for selecting a tomographic plane is applied. One fault plane is selected by the selection magnetic field, and the magnetization vector is tilted within the x-y plane by a 90″ pulse. At this time, the magnetization vector is tilted by an angle θ (Oo < θ < 90°) at the boundary of the fault plane. , the magnetization vector does not change outside the fault plane.That is, only the spins in one fault plane are excited by the selective magnetic field and the 90′ pulse.
このようにして励起された磁化ベクトルの歳差運動から
、自由誘導信号(FID信号)を得ることができる。さ
らに、180 ”パルスを印加することにより、FID
信号のエコー信号を得る。A free induction signal (FID signal) can be obtained from the precession of the magnetization vector excited in this way. Furthermore, by applying a 180” pulse, the FID
Get the echo signal of the signal.
一度の選択励起によるFID信号およびエコー信号を2
N+1(Nは非負の整数)回測定し、この位相が一度目
の90’パルスによる磁化ヘクトルの位相と同じになる
時点で、再び906パルスを印加する。これにより、z
軸から傾いた磁化ベクトルを2方向上向きにする。すな
わち、(fi磁化ベクトル方向を強制的に熱平衡状態に
戻す。これにより、待ち時間T、を短縮することができ
る。2 FID signals and echo signals by one selective excitation
Measurement is performed N+1 times (N is a non-negative integer), and when this phase becomes the same as the phase of the magnetized hector caused by the first 90' pulse, 906 pulses are applied again. This results in z
Make the magnetization vector tilted from the axis upward in two directions. That is, (fi magnetization vector direction is forcibly returned to a thermal equilibrium state. As a result, the waiting time T can be shortened.
〔実施例〕
第1図は本発明実施例核磁気共鳴画像観4(1)装置の
ブロック構成図である。[Embodiment] FIG. 1 is a block diagram of a nuclear magnetic resonance imaging system 4(1) according to an embodiment of the present invention.
マグネットアセンブリ1には、この内部に挿入される被
検体に一定強度の静磁場を印加する静磁場コイル2と、
被検体にX方向、Y方向およびZ方向の勾配磁場を印加
する勾配コイル3と、原子核のスピンを励起するための
高周波パルスを与える励磁コイル4と、被検体内からの
核磁気共鳴(S号を検出するための検出コイル5とを備
えている。The magnet assembly 1 includes a static magnetic field coil 2 that applies a static magnetic field of a constant strength to a subject inserted therein;
A gradient coil 3 applies gradient magnetic fields in the X, Y, and Z directions to the subject; an excitation coil 4 provides a high-frequency pulse to excite the spin of atomic nuclei; and a nuclear magnetic resonance (S It is equipped with a detection coil 5 for detecting.
データ処理計算機1)は、表示装置12と、コントロー
ラ13とに接続される。コントローラ13は、勾配&i
i場制御回路14とゲート回路17とに接続される。The data processing computer 1) is connected to a display device 12 and a controller 13. The controller 13 controls the gradient &i
It is connected to the i-field control circuit 14 and the gate circuit 17.
勾配磁場制御回路14は、勾配コイル3に接続される。The gradient magnetic field control circuit 14 is connected to the gradient coil 3.
静磁場制御回路15は、静磁場コイル2に接続される。The static magnetic field control circuit 15 is connected to the static magnetic field coil 2.
高周波発振器16は、ゲート回路17に接続される。ゲ
ート回路17は電力増幅器18に接続される。電力増幅
器18は励磁コイル4に接続される。High frequency oscillator 16 is connected to gate circuit 17 . Gate circuit 17 is connected to power amplifier 18 . Power amplifier 18 is connected to excitation coil 4 .
検出コイル5はプリアンプ19に接続される。プリアン
プ19は位相検波回路20に接続される。位相検波回路
20は波形メモリ21に接続される。波形メモIJ21
はデータ処理計算機1)に接続される。Detection coil 5 is connected to preamplifier 19. Preamplifier 19 is connected to phase detection circuit 20 . Phase detection circuit 20 is connected to waveform memory 21 . Waveform memo IJ21
is connected to a data processing computer 1).
コントローラ13は、核磁気共鳴信号の観測データを収
集するためのタイミング信号を発生し、勾配6蒼杢場駆
動回路14およびゲート回路17の動作を制御する。こ
れにより、コントローラ13は、勾配磁場や高周波パル
スの発生シーケンスおよび高周波パルスの位相を制御す
る。The controller 13 generates a timing signal for collecting observation data of nuclear magnetic resonance signals, and controls the operation of the gradient 6 blue field drive circuit 14 and the gate circuit 17. Thereby, the controller 13 controls the gradient magnetic field, the generation sequence of the high frequency pulse, and the phase of the high frequency pulse.
勾配磁場制御回路14は、勾配コイル3の電流を制御し
、被検体に勾配磁場を印加する。The gradient magnetic field control circuit 14 controls the current of the gradient coil 3 and applies a gradient magnetic field to the subject.
静磁場制御回路15は、静磁場コイル2の供給電流を制
御1) L、、被検体に静磁場を印加する。The static magnetic field control circuit 15 controls the current supplied to the static magnetic field coil 2, and applies a static magnetic field to the subject.
高周波発振器16は高周波信号を発生する。ゲート回路
17は、コントローラ13からのタイミング信号により
、高周波発振器16の出力した高周波信号を変調し、高
周波パルスを生成する。電力増幅器18は、ゲート回路
17の出力した高周波パルスを電力増幅し、励磁コイル
4に供給する。High frequency oscillator 16 generates a high frequency signal. The gate circuit 17 modulates the high frequency signal output from the high frequency oscillator 16 using the timing signal from the controller 13 to generate high frequency pulses. The power amplifier 18 amplifies the power of the high frequency pulse output from the gate circuit 17 and supplies it to the excitation coil 4 .
プ゛リアンプ19は、検出コイル5からの核磁気共鳴信
号を増幅する。位相検波回路20は、この増幅された核
磁気共鳴信号を位相検波する。波形メモリ21は、位相
検波された波形信号を記憶する。The preamplifier 19 amplifies the nuclear magnetic resonance signal from the detection coil 5. The phase detection circuit 20 performs phase detection on this amplified nuclear magnetic resonance signal. The waveform memory 21 stores a phase-detected waveform signal.
データ処理計算機1)は、コントローラ13の動作の制
御、コントローラ13からの時間情報の受信および波形
メモリ21からの読出しを行い、観測された核磁気共鳴
による信号を画像に構成する演算を行う。この演算によ
り得られた画像は、表示装置12に表示される。また、
データ処理計算機1)は、操作者に対する操作の指示を
、表示装置12に表示することもできる。The data processing computer 1) controls the operation of the controller 13, receives time information from the controller 13, reads out data from the waveform memory 21, and performs calculations to compose an image from the observed nuclear magnetic resonance signal. The image obtained by this calculation is displayed on the display device 12. Also,
The data processing computer 1) can also display operation instructions to the operator on the display device 12.
断層面の選択は任意の方向で行うことができるが、以下
の例では、第1図のZ方向にスライスした断層面(Z軸
に直交する面)を測定する場合について説明する。この
場合には、断層面を選択するためにZ方向の勾配磁場を
利用する。Although the tomographic plane can be selected in any direction, in the following example, a case will be described in which a tomographic plane sliced in the Z direction in FIG. 1 (a plane perpendicular to the Z axis) is measured. In this case, a gradient magnetic field in the Z direction is used to select the tomographic plane.
第2図は、本実施例による被検体内の原子核の磁化ベク
トルの方向を示す図である。この図の座標系は回転座標
系であり、第1図に示した座標系のZ方向と2方向は一
致するが、その他の方向は一致していない。FIG. 2 is a diagram showing the direction of the magnetization vector of the atomic nucleus within the object according to this embodiment. The coordinate system in this figure is a rotating coordinate system, which coincides in two directions with the Z direction of the coordinate system shown in FIG. 1, but does not coincide in other directions.
2方向に静磁場を印加すると、原子核のスピン系による
磁化ベクトルは、静磁場の方向を向く。When a static magnetic field is applied in two directions, the magnetization vector due to the spin system of the atomic nucleus points in the direction of the static magnetic field.
この方向を「2方向上向き」とし、この逆の方向を「2
方向下向き」とする。This direction is referred to as "two directions upward", and the opposite direction is referred to as "two directions upward".
The direction is "downward."
まず、180 ’、Xパルスより、磁化ベクトルをX軸
のまわりに180@回転させる。これにより、2方向上
向きの磁化ベクトルが2方向下向きになる。ここで、選
択磁場を印加した状態で90’−、パルスを印加する。First, the magnetization vector is rotated by 180@ around the X axis using a 180', X pulse. As a result, the magnetization vector, which is upward in two directions, becomes downward in two directions. Here, a 90'- pulse is applied while the selection magnetic field is applied.
選択磁場により一つの断層面がiH択され、90@1パ
ルスにより磁化ベクトルがX−y平面内に倒される。こ
のとき、断層面の境界では角度θだけ磁化ベクトルが傾
き、断層面外では磁化ベクトルは変化しない。すなわち
、選択磁場と90°−Xパルスとにより、一つの断層面
のスピンだけが励起される。One tomographic plane is iH-selected by the selection magnetic field, and the magnetization vector is pushed into the X-y plane by 90@1 pulses. At this time, the magnetization vector is tilted by an angle θ at the boundary of the fault plane, and the magnetization vector does not change outside the fault plane. That is, only the spins of one cross-sectional plane are excited by the selective magnetic field and the 90°-X pulse.
このようにして励起された磁化ベクトルの歳差運動から
、自由誘轟信号(FID信号)を得ることができる。さ
らに、180 @、Xパルス印加することにより、FI
D信号のエコー信号を得ることができる。A free induction signal (FID signal) can be obtained from the precession of the magnetization vector excited in this way. Furthermore, by applying 180 @, X pulse, FI
An echo signal of the D signal can be obtained.
一度の選択励起によるFID信号およびエコー信号を数
回測定し、この位相が一度目の90°−8パルスによる
磁化ベクトルの位相と同じになる時点で、再び90@−
、パルスを印加する。これにより、Z軸から傾いた磁化
ベクトルを2方向上向きにする。すなわち、磁化ベクト
ルの方向を強制的に熱平衡状態に戻す。ただし、T2緩
和(横緩和)の影響などにより、完全に熱平衡状態に戻
すことはできないので、短い待ち時間T4が経過してか
ら、上記の手順を180°Xパルスの印加から繰り返す
。The FID signal and echo signal due to one selective excitation are measured several times, and when this phase becomes the same as the phase of the magnetization vector due to the first 90°-8 pulse, the FID signal and echo signal are measured again at 90@-.
, apply a pulse. As a result, the magnetization vector tilted from the Z axis is directed upward in two directions. That is, the direction of the magnetization vector is forcibly returned to the thermal equilibrium state. However, due to the influence of T2 relaxation (transverse relaxation), it is not possible to completely return to the thermal equilibrium state, so after a short waiting time T4 has elapsed, the above procedure is repeated starting from the application of the 180°X pulse.
これにより、待ち時間Tdを短縮することができ、さら
に、全体の測定時間を短縮することができる。Thereby, the waiting time Td can be shortened, and the overall measurement time can also be shortened.
測定後または測定を行いながら、データ処理計算器1)
で画像を再構成する演算を行い、表示装置に断層画像を
表示する。Data processing calculator 1) after or while making measurements
performs calculations to reconstruct the image, and displays the tomographic image on a display device.
また、180°Xパルスおよび180 @、Xパルス回
転精度を上げるために、コンポジット180 ’パルス
、すなわち複数パルスにより等価的な180 。Also, 180° X-pulse and 180@, equivalent to 180° by composite 180' pulse, i.e. multiple pulses, to increase the X-pulse rotation accuracy.
パルスを用いることが望ましい。例えば、コンポジット
180°パルスとして、90”、 −180’、 −9
0″′、の各パルスを連続して印加し、これを180@
パルスとして使用することができる。Preferably, pulses are used. For example, as a composite 180° pulse, 90", -180', -9
0″′, each pulse is applied continuously, and this is 180@
Can be used as a pulse.
さらに、待ち時間T4の間に、他の断層面を選択励起し
てFID信号の観測(マルチスライス)を行い、一つの
断層回当たりのみかけ上の測定時間を短縮することもで
きる。Furthermore, during the waiting time T4, other tomographic planes can be selectively excited to observe FID signals (multi-slice), thereby shortening the apparent measurement time per one tomographic cycle.
第3図は本実施例装置によるP R(Projecti
onReconstruction、投影−再構成)法
の測定タイムチャートである。FIG. 3 shows PR (Projecti) by the device of this embodiment.
3 is a measurement time chart of the onReconstruction (projection-reconstruction) method.
まず180°Xパルスを印加し、これに続いて、選択6
1に場G2を印加した状態で90”−、パルスを印加し
て選択励起を行う。この後に、勾配磁場G。First apply a 180°X pulse, followed by selection 6
Selective excitation is performed by applying a 90"-pulse while the field G2 is applied to 1. After this, the gradient magnetic field G is applied.
および勾配磁場G、を印加してFID信号を観測する。and a gradient magnetic field G are applied to observe the FID signal.
90°−8パルスを印加してから時間T s r 後に
、180°、パルスを印加して磁化ベクトルをy軸のま
わりに180 ”回転させ、エコー信号を観測する。After a time T s r after applying the 90°-8 pulse, a 180° pulse is applied to rotate the magnetization vector by 180″ around the y-axis, and an echo signal is observed.
勾配磁場G8および勾配磁場Gyの強度を変化させて測
定を繰り返し、投影データを得る。エコー信号の測定の
後に、再び90@−、パルスを印加して磁化ベクトルの
向きを揃える。この後に、待ち時間T4が経過してから
、上記手順を必要なだけ繰り返す。The measurements are repeated while changing the intensities of the gradient magnetic field G8 and the gradient magnetic field Gy to obtain projection data. After measuring the echo signal, a 90@- pulse is applied again to align the directions of the magnetization vectors. Thereafter, after the waiting time T4 has elapsed, the above procedure is repeated as many times as necessary.
180 @、Xパルス印加の前後には、スポイラとして
勾配磁場G、 、G、およびG2を印加する。Before and after applying the 180@, X pulse, gradient magnetic fields G, , G, and G2 are applied as spoilers.
これにより、断層面外からの信号を除去することができ
る。また、磁化ベクトルを熱平衡状態に戻すための90
@1パルス印加の後にも、スポイラとして勾配磁場G、
、G、およびG、を印加する。Thereby, signals from outside the tomographic plane can be removed. Also, 90% to return the magnetization vector to a thermal equilibrium state.
Even after applying @1 pulse, the gradient magnetic field G is applied as a spoiler.
, G, and G.
これにより、待ち時間Ta後の次のシーケンスとの相関
を除去することができる。This makes it possible to remove the correlation with the next sequence after the waiting time Ta.
第4図は、本実施例装置の測定タイムチャートを示す。FIG. 4 shows a measurement time chart of the apparatus of this embodiment.
この例は、FT(フーリエ変換)法による非勾配磁場反
転で位相エンコードを同一にしたときの測定例である。This example is a measurement example when the phase encoding is made the same by non-gradient magnetic field reversal using the FT (Fourier transform) method.
この例では、一度の選択励起に対して、一定の勾配磁場
G、および勾配(イl場Gyを印加してFID信号およ
びエコー信号を測定する。In this example, a constant gradient magnetic field G and a constant gradient field Gy are applied for one selective excitation to measure the FID signal and the echo signal.
第5図は、本実施例装置の測定タイムチャートを示す。FIG. 5 shows a measurement time chart of the apparatus of this embodiment.
この例は、FT法による非勾配磁場反転で位相エンコー
ドを変化させたときの測定例である。この例では、勾配
磁場G、により、位相エンコード■を変化させている。This example is a measurement example when the phase encode is changed by non-gradient magnetic field reversal using the FT method. In this example, the phase encode (2) is changed by the gradient magnetic field G.
第6図は、本実施例装置の測定タイムチャートを示す。FIG. 6 shows a measurement time chart of the apparatus of this embodiment.
この例は、FT法による勾配磁場反転を行ったときの測
定例である。この例では、位相エンコード量を変化させ
ている。This example is a measurement example when performing gradient magnetic field reversal using the FT method. In this example, the amount of phase encoding is changed.
第7図は、インバージョンリカバリを追加した例であり
、一度180@パルスを印加し、時間T′後に、一点鎖
線で示した部分で上述のパルスシーケンスを実施する。FIG. 7 shows an example in which inversion recovery is added, in which 180 @ pulses are applied once, and after time T', the above-described pulse sequence is executed in the portion shown by the dashed line.
インバージョンリカバリにより、時間T′による磁化ベ
クトルのT1緩和(縦緩和)への影響を測定することが
できる。Inversion recovery makes it possible to measure the influence of time T' on T1 relaxation (longitudinal relaxation) of the magnetization vector.
また、画像間演算により、縦緩和時間像、横緩和時間像
、スピン密度像またはこれらの組合せ画像を得ることも
できる0例えば、N=0のときに第3図で示したシーケ
ンスで得られる信号強度■は、
で表される。ここで、M、]’、およびT2はそれぞれ
スピン密度、縦緩和時間および横緩和時間である。この
演算を、観測時間T、いTR+’または待ち時間T、を
変えた複数の画像から演算する。In addition, by inter-image calculation, it is also possible to obtain a longitudinal relaxation time image, a transverse relaxation time image, a spin density image, or a combination of these images. The strength ■ is expressed as . Here, M, ]′, and T2 are the spin density, longitudinal relaxation time, and transverse relaxation time, respectively. This calculation is performed from a plurality of images with different observation times T, iTR+' or waiting times T.
以上の説明では、高周波パルスの位相として、180°
8 ・90°−、−180°、−・90@1を例に説明
したが、他のパルスの位相によっても本発明を実施でき
る。例えば、180°X ・90°−、−180°8−
180°−X・−・・90 ’、でも本発明を実施でき
る。In the above explanation, the phase of the high frequency pulse is 180°.
8.90°-, -180°, and -.90@1 have been described as examples, but the present invention can also be implemented using other pulse phases. For example, 180°X 90°-, -180°8-
The present invention can also be carried out at 180°-X...90'.
以上説明したように、本発明により、短い走査時間で、
鮮明な被検体断層面の核磁気共鳴画像を得ることが可能
となる。したがって、測定時間を短縮できるだけでなく
、被検体の動きによるアーティファクトを軽減できる効
果がある。特に、本発明を医療診断用核磁気共鳴装置に
適用した場合には、高速でしかもアーティファクトの少
ない診断画像が得られ、医療診断に大きな効果がある。As explained above, according to the present invention, in a short scanning time,
It becomes possible to obtain a clear nuclear magnetic resonance image of a tomographic plane of the subject. Therefore, it is possible to not only shorten the measurement time but also reduce artifacts caused by the movement of the subject. In particular, when the present invention is applied to a nuclear magnetic resonance apparatus for medical diagnosis, diagnostic images can be obtained at high speed and with few artifacts, which is highly effective for medical diagnosis.
第1図は本発明実施例核磁気共鳴画像観測装置のブロッ
ク構成図。
第2図は本実施例による被検体内の原子核の磁化ベクト
ルの方向を示す図。
第3図は本実施例装置による投影−再構成法の測定タイ
ムチャート。
第4図は本実施例装置によるフーリエ変換法の測定タイ
ムチャート。
第5図は本実施例装置によるフーリエ変換法の測定タイ
ムチャート。
第6図は本実施例装置によるフーリエ変換法の測定タイ
ムチャート。
第7図はインバージョンリカバリを含むタイムチャート
。
第8図は従来例装置の測定タイムチャート。
第9図は断層面の形状を示す図。
1・・・マグネットアセンブリ、2・・・静磁場コイル
、3・・・勾配コイル、4・・・励磁コイル、5・・・
検出コイル、1)・・・データ処理計算機、12・・・
表示装置、13・・・コントローラ、14・・・勾配磁
場制御回路、15・・・静磁場制御回路、16・・・高
周波発振器、17・・・ゲート回路、18・・・電力増
幅器、19・・・プリアンプ、20・・・位相検波回路
、21・・・波形メモリ。FIG. 1 is a block diagram of a nuclear magnetic resonance image observation apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the direction of the magnetization vector of the atomic nucleus within the object according to this embodiment. FIG. 3 is a measurement time chart of the projection-reconstruction method using the apparatus of this embodiment. FIG. 4 is a measurement time chart of the Fourier transform method using the apparatus of this embodiment. FIG. 5 is a measurement time chart of the Fourier transform method using the apparatus of this embodiment. FIG. 6 is a measurement time chart of the Fourier transform method using the apparatus of this embodiment. FIG. 7 is a time chart including inversion recovery. FIG. 8 is a measurement time chart of a conventional device. FIG. 9 is a diagram showing the shape of a fault plane. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Magnet assembly, 2... Static magnetic field coil, 3... Gradient coil, 4... Excitation coil, 5...
Detection coil, 1)...Data processing computer, 12...
Display device, 13... Controller, 14... Gradient magnetic field control circuit, 15... Static magnetic field control circuit, 16... High frequency oscillator, 17... Gate circuit, 18... Power amplifier, 19. ... Preamplifier, 20... Phase detection circuit, 21... Waveform memory.
Claims (10)
検体に対して、観測しようとする断層面を選択する勾配
磁場および原子核を励起する第一の高周波パルス(90
°パルス)を印加する第一のステップと、 上記断層面内の位置を設定するための勾配磁場を印加し
て、上記第一のステップにより励起された核磁気共鳴の
信号を観測する第二のステップと、この信号から上記断
層面について核磁気共鳴の応答を画像に再構成する演算
を行う第三のステップと を含む核磁気共鳴画像観測方法において、 上記第一のステップの直前に静磁場の方向に対して原子
核のスピンによる磁化ベクトルの方向を反転させる第二
の高周波パルス(180°パルス)を印加する第四のス
テップと、 上記第二のステップの後に、磁化ベクトルを強制的に熱
平衡状態に戻す第三の高周波パルス(90°パルス)を
印加する第五のステップと、 この第五のステップに続いて次のステップに移行するた
めの所定の待ち時間をおく第六のステップと を含み、 上記第二のステップは、磁化ベクトルを反転させる第四
の高周波パルス(180°パルス)を印加して、核磁気
共鳴の信号を奇数回繰り返し観測する第七のステップを
含む ことを特徴とする核磁気共鳴画像観測方法。(1) With a static magnetic field applied to the object, a gradient magnetic field is applied to the object to select the tomographic plane to be observed, and a first high-frequency pulse (90
A second step is to apply a gradient magnetic field to set the position within the tomographic plane and observe the nuclear magnetic resonance signal excited by the first step. step, and a third step of performing calculations for reconstructing the response of nuclear magnetic resonance into an image for the above-mentioned tomographic plane from this signal, immediately before the above-mentioned first step, a static magnetic field is A fourth step is to apply a second high-frequency pulse (180° pulse) that reverses the direction of the magnetization vector due to the spin of the atomic nucleus, and after the second step, the magnetization vector is forced into thermal equilibrium. a fifth step of applying a third high-frequency pulse (90° pulse) to return to , The second step is characterized in that it includes a seventh step of applying a fourth high-frequency pulse (180° pulse) that reverses the magnetization vector and repeatedly observing the nuclear magnetic resonance signal an odd number of times. Nuclear magnetic resonance imaging observation method.
の範囲第(1)項に記載の核磁気共鳴画像観測方法。(2) The nuclear magnetic resonance image observation method according to claim (1), in which the seventh step follows a projection-reconstruction method.
の範囲第(1)項に記載の核磁気共鳴画像観測方法。(3) The nuclear magnetic resonance image observation method according to claim (1), in which the seventh step follows the Fourier transform method.
るステップを含む特許請求の範囲第(1)項に記載の核
磁気共鳴画像観測方法。(4) The nuclear magnetic resonance image observation method according to claim (1), wherein the fourth step includes the step of applying the second high-frequency pulse twice.
、180°パルスと、この180°パルスの前後にこの
180°パルスとは位相が90°異なりそれぞれは同位
相である二つの90°パルスとを含む特許請求の範囲第
(1)項に記載の核磁気共鳴画像観測方法。(5) The second high-frequency pulse and the fourth high-frequency pulse are a 180° pulse and two 90° pulses before and after this 180° pulse, each having a phase difference of 90° from this 180° pulse and each having the same phase. A nuclear magnetic resonance image observation method according to claim (1), comprising:
ポイラを印加するステップを含む特許請求の範囲第(1
)項に記載の核磁気共鳴画像観測方法。(6) The seventh step includes the step of applying a spoiler before and after the fourth high-frequency pulse.
) The nuclear magnetic resonance image observation method described in item 1.
た後にスポイラを印加するステップを含む特許請求の範
囲第(1)項に記載の核磁気共鳴画像観測方法。(7) The nuclear magnetic resonance image observation method according to claim (1), wherein the fifth step includes applying a spoiler after applying the third high-frequency pulse.
の断層画像間で演算処理を行い、縦緩和時間像、横緩和
時間像、スピン密度像またはこれらの組合せ像の少なく
とも一種の画像を観測する特許請求の範囲第(1)項に
記載の核磁気共鳴画像観測方法。(8) The third step is to perform arithmetic processing between a plurality of tomographic images with different time parameters and observe at least one type of longitudinal relaxation time image, transverse relaxation time image, spin density image, or a combination thereof. A nuclear magnetic resonance image observation method according to claim (1).
核磁気共鳴の信号を観測する特許請求の範囲第(1)項
に記載の核磁気共鳴画像観測方法。(9) The nuclear magnetic resonance image observation method according to claim (1), wherein a nuclear magnetic resonance signal of another tomographic plane is observed during the waiting time of the sixth step.
被検体の断層面を選択するための勾配磁場を印加する手
段と、 この断層面内の位置を設定する勾配磁場を印加する手段
と、 上記被検体内の原子核のスピンによる磁化ベクトルの回
転を行うための高周波パルスを印加する手段と、 この高周波パルスを印加する手段のパルスシーケンスを
制御する制御手段と、 上記高周波パルスを印加する手段により励起された核磁
気共鳴信号を観測する手段と、 この観測する手段により観測されたデータを画像に構成
する手段と を備えた核磁気共鳴画像観測装置において、上記制御手
段は、静磁場の方向に対して磁化ベクトルの方向を反転
させる第二の高周波パルスと、これに連続して原子核の
スピンを励起する第一の高周波パルスと、核磁気共鳴信
号の観測時には磁化ベクトルの方向を反転させる第四の
高周波パルスを奇数回と、核磁気共鳴の信号を観測した
後に磁化ベクトルを強制的に熱平衡状態に戻す第三の高
周波パルスとを順次印加するように制御する手段を含む ことを特徴とする核磁気共鳴画像観測装置。(10) means for applying a static magnetic field to the subject; means for applying a gradient magnetic field for selecting a tomographic plane of the subject; and means for applying a gradient magnetic field for setting a position within the tomographic plane. a means for applying a high-frequency pulse for rotating a magnetization vector due to the spin of an atomic nucleus within the object; a control means for controlling a pulse sequence of the means for applying the high-frequency pulse; and a control means for applying the high-frequency pulse. In the nuclear magnetic resonance image observation apparatus, the control means includes means for observing nuclear magnetic resonance signals excited by the means, and means for composing data observed by the observing means into an image. A second high-frequency pulse that reverses the direction of the magnetization vector with respect to the direction, followed by a first high-frequency pulse that excites the spin of the atomic nucleus, and a second high-frequency pulse that reverses the direction of the magnetization vector when observing nuclear magnetic resonance signals. It is characterized by comprising means for controlling to sequentially apply a fourth high-frequency pulse an odd number of times and a third high-frequency pulse forcibly returning the magnetization vector to a thermal equilibrium state after observing the nuclear magnetic resonance signal. A nuclear magnetic resonance imaging observation device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59173897A JPS6151550A (en) | 1984-08-20 | 1984-08-20 | Method and device for observing nuclear magnetic resonance image |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59173897A JPS6151550A (en) | 1984-08-20 | 1984-08-20 | Method and device for observing nuclear magnetic resonance image |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6151550A true JPS6151550A (en) | 1986-03-14 |
JPH0454449B2 JPH0454449B2 (en) | 1992-08-31 |
Family
ID=15969111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP59173897A Granted JPS6151550A (en) | 1984-08-20 | 1984-08-20 | Method and device for observing nuclear magnetic resonance image |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6151550A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0535275U (en) * | 1991-10-17 | 1993-05-14 | 新栄機工株式会社 | Printing machine for ceramic painting |
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JPS5946546A (en) * | 1982-09-09 | 1984-03-15 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Inspection method and apparatus by nuclear magnetic resonator |
JPS5983041A (en) * | 1982-11-02 | 1984-05-14 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Inspecting method and apparatus utilizing nuclear magnetic resonance |
-
1984
- 1984-08-20 JP JP59173897A patent/JPS6151550A/en active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0454449B2 (en) | 1992-08-31 |
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