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JP3980396B2 - Magnetic resonance imaging system - Google Patents
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JP3980396B2 JP2002114330A JP2002114330A JP3980396B2 JP 3980396 B2 JP3980396 B2 JP 3980396B2 JP 2002114330 A JP2002114330 A JP 2002114330A JP 2002114330 A JP2002114330 A JP 2002114330A JP 3980396 B2 JP3980396 B2 JP 3980396B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置に関し、より詳細には、本発明はフリップバック法をIRシーケンスに適用して磁気共鳴イメージング画像(以下、「MRI画像」と呼ぶ)を得る技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
フリップバック法はSEシーケンス等の終端にRF再収束パルスと、RF励起パルスと逆位相(位相が180°異なる状態)に制御したRF回復パルスを付加するで縦緩和を促進し、繰り返し時間を短縮する方法である。フリップバック法に関しては、特開昭60-177251公報に述べられている。
【0003】
IRシーケンスは、RF反転パルスをSEシーケンス等の前に付加したシーケンスであり、イメージングの際に生体組織のコントラストをつける一つの方法として知られている。IRシーケンスについては、「MRI「再」入門」p.184(荒木力著、南江堂)に述べられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
IRシーケンスにフリップバック法を適用すると、繰り返し時間を短くすることができるので、スキャン時間を著しく短縮化し、高分解能で画質の優れたMRIイメージを得ることが可能であると考えられるが、その際に、RF回復パルスの位相を通常のフリップバック法のようにRF励起パルスと逆位相にすると、逆にMRI画像にアーチファクトが発生したり、画像のS/Nが低下するといった問題があった。このため、IRシーケンスへフリップバック法を適用した撮像法は従来より行われていなかった。
【0005】
本発明の目的は、フリップバック法をIRシーケンスに適用し良好なMRI画像を得ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記静磁場中にRFパルスを発生するRFパルス発生手段と、第1の成分と第2の成分とを含み前記静磁場中に配置された被検体に対して所定のパルスシーケンスに基づいて前記RFパルスを印加して核磁気共鳴信号を計測する計測制御手段とを備え、前記パルスシーケンスは、前記被検体の縦磁化を反転させるRF反転パルスと、前記反転された縦磁化から横磁化を生じさせるRF励起パルスと、前記横磁化の位相を再収束させる偶数のRF再収束パルスと、前記再収束された横磁化を縦磁化に回復させるRF回復パルスとを有し、前記計測制御手段は、前記第1の成分と前記第2の成分の前記RF励起パルスの印加時点における縦磁化の正負に対応して、前記RF回復パルスの位相を制御する磁気共鳴イメージング装置において、前記計測制御手段は、前記RF励起パルスの印加時点において、第1の成分の縦磁化が負であり、第2の成分の縦磁化が正である場合には、前記RF回復パルスの位相を前記RF励起パルスの位相と同一にすることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置によって達成される
【0007】
また、上記目的は、前記計測制御手段は、前記RF励起パルスの印加時点において、前記第1の成分の縦磁化が負であり、前記第2の成分の縦磁化が負又はゼロである場合には、前記RF回復パルスの位相を前記RF励起パルスの位相と同一にすることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置によって達成される。
【0008】
また、上記目的は、前記計測制御手段は、前記RF励起パルスの印加時点において、前記第1の成分の縦磁化が正又はゼロであり、前記第2の成分の縦磁化が正である場合には、前記RF回復パルスの位相を前記RF励起パルスの位相と逆にすることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置によって達成される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施形態を図面により詳細に説明する。まず、図1を用いて磁気共鳴イメージング装置の構成を説明する。図1において、磁気共鳴イメージング装置は大別して、中央処理装置(以下、CPUと略称する)1と、シーケンサ2と、送信系3と、静磁場発生用磁石4と、受信系5と、信号処理系6とから構成されている。
【0010】
CPU1は、予め定められたプログラムに従って、シーケンサ2、送信系3、受信系5、信号処理系6を制御するようになっている。シーケンサ2は、CPU1からの制御指令に基づいて動作し、被検体7の断層面の画像データ収集に必要な種々の命令を送信系3、傾斜磁場発生系21、受信系5に送るようになっている。
【0011】
送信系3は、高周波発振器8と、変調器9と、照射コイル11とを備え、シーケンサ2の指令により高周波発振器8から出力された基準高周波パルスを変調器9で振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器10を介して増幅して照射コイル11に供給することにより、所定のパルス状の電磁波を被検体に照射するようになっている。
【0012】
静磁場発生用磁石4は、被検体7の周りの所定の方向に均一な静磁場を発生させるためのものである。この静磁場発生用磁石4の内部には、照射コイル11と、傾斜磁場コイル13と、受信コイル14とが配置されている。傾斜磁場コイル13は傾斜磁場発生系21に含まれ、傾斜磁場電源12より電流の供給を受け、シーケンサ2の制御の下に傾斜磁場を発生させる。受信系は、受信コイル14と、受信コイル14に接続された増幅器15と、検波回路16と、アナログ・デジタル変換器(以下、ADCという)17とを備え、被検体7からのNMR信号を受信コイル14が検出すると、そのNMR信号は増幅器15、検波回路16、ADC17を介してディジタル量に変換されると共に、シーケンサ2からの指令によるタイミングで検波回路16及びADC17によって画像再生用データに変換され、CPU1に送られるようになっている。
【0013】
信号処理系6は、磁気ディスク20、光ディスク19などの外部記憶装置と、CRTなどからなるディスプレイ18とを備え、受信系5からのデータがCPU1に入力されると、CPU1が信号処理、画像再構成などの処理を実行し、その結果である被検体7の所望の断層面の画像をディスプレイ18に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク20などに記憶するようになっている。
【0014】
次に図2を用いて、フリップバック法を適用したIRシーケンスを説明する。図2において、上から順に、RFパルス、時間time、スライス傾斜磁場Gs、位相エンコード傾斜磁場Gp、読み出し傾斜磁場Gfがそれぞれ時間の経過とともに示されている。
【0015】
図2におけるRFパルスにおいて、101はRF反転パルス、102はRF励起パルス、103と104はRF再収束パルス、105はRF回復パルスである。ここで、RF反転パルス(180°)y、RF励起パルス(90°)x、RF再収束パルス(180°)-y103において、(180°)、(90°)は核スピンの励起角度(フリップアングル)を示し、また添え字x、y、又は-yはイメージング対象である核スピンが共鳴周波数(ラーモア周波数)で回転する座標系の軸でRFパルスの照射位相を表示したものである。スライス傾斜磁場の内116はスライス方向ディフェイズ用傾斜磁場であり、その後に続くスライス選択傾斜磁場パルス117の前半部によって核スピンの位相はリフェイズされる。読み出し傾斜磁場の内133は読み出し方向リフェイズパルスである。以上が、IRシーケンスに、フリップバック法を適用し、繰り返し時間を短縮した例である。
【0016】
本実施例において、通常のフリップバック法のようにRF回復パルスをRF励起パルスに対して逆位相にして照射すると、逆に回復するのに時間がかかり、よって繰り返し時間が長くかかり、MRI画像にアーチファクトが発生したり、画像のS/Nが低下するといった問題が生じていた。
【0017】
本第一の実施形態では、反転時間TIの設定を、時間TIの時点での対象物の縦磁化の符号の違いとして、以下の3種類に分類し、照射するRF回復パルスの符号を次のように変化させる。以下、詳細に説明する。ただし、本実施例は、T1値の異なる2つの組織から成る対象物を撮像する場合であり、2つの組織の内、T1値の長い方を組織1とし、短い方を組織2と仮定し、また、組織1のT2値は短くないものとした。
【0018】
具体的には、組織1としてCSF(cerebrospinal fluid:髄液)を想定した場合、典型的にT1=2000ms、T2=300msである。
(分類1)Mz1<0,Mz2≦0
(分類2)Mz1<0,Mz2>0
(分類3)Mz1≧0,Mz2>0
本分類において、第1の実施例では、RF回復パルス105における位相の方向を、RF照射パルス102と
(分類1)同位相
(分類2)同位相
(分類3) 逆位相
とすれば、縦磁化が早く回復するので、繰り返し時間が短くなり、MRI画像にアーチファクトが発生したり、画像のS/Nが低下するといった問題がなくなる。
【0019】
これを、各分類について個々に説明する。
(分類1)では組織1と組織2の磁化ベクトルは時刻Taで-z方向を向いている(あるいは組織2は0の場合も含まれる)ので、RF励起パルス(90°)+x102を印加することにより、磁化ベクトルは-y方向を向く。この時加えられた組織1および組織2の位相は、RF回復パルス105を照射する時点でも維持されているので、RF励起パルス102と同位相に制御したRF回復パルス(90°)+x105を照射すると、組織1および組織2の磁化ベクトルは共に+z方向を向く。なお、RF励起パルス照射後に生じる組織1と組織2の縦緩和成分はRF再収束パルス(180°)103, 104を照射するため、小さくなり、無視できる。
【0020】
(分類2)では、(分類1)と同様に、Ta時点で-z方向を向いている組織1の磁化ベクトルを+z方向に向かせるために、RF励起パルス102と同位相のRF回復パルス(90°)+x105を照射する。ここで、組織2の磁化ベクトルはTI時点で既に+z方向を向いているため(または0)、RF励起パルスにより+y方向に向いているものに、更にRF回復パルス105を照射すると-z方向を向いてしまうが、この場合縦緩和が速いので、TRの時間内に十分に回復する。
その様子を示した磁化の振る舞いを表す模式図を、図3に示す。図3において、tで示した時刻は図2と対応している。但し、図3において位相分散は無視する。
【0021】
(ステップ1)
まず、RF反転パルス(180°)y101を照射すると、2つの組織の核スピンはt=Taで共に反転し縦Mz1201とMz2202が生じる。(図3(a))
【0022】
(ステップ2)
反転した磁化は縦緩和するが、(分類2)の場合、反転後の時刻t=Tbにおいて、組織1の縦磁化分布203はMz1<0、組織2の縦磁化分布204はMz1>0となる。(図3(b))
【0023】
(ステップ3)
次に、RFパルス(90°)x102を照射すると、時刻t=Tcで2つの組織の磁化ベクトルは、横磁化成分Mxy1(<0)205およびMxy2(>0)206となる。(図3(c))
【0024】
(ステップ4)
次に、再収束パルス(180°)-y103を照射すると、時刻t=Tdで2つの磁化は共に再収束しエコー信号を生じるが、更にRF回復パルス(180°)-y104を照射すると、t=Teで再収束する。この時、RF励起パルス(90°)x102と同位相に制御したRF回復パルス(90°)x105を照射すると、T1が長い方の組織1の縦磁化Mz1は、時刻t=Tfで正となり、縦緩和が促進される。一方、T1が短い方の組織2の縦緩和はt=TfでMz2<0となるが、もともとT1値が短いため、縦緩和しやすいので問題はない。
【0025】
(分類3)では、Ta時点で共に磁化ベクトルが+z方向を向いているので(または組織1は0)、通常のフリップバック法と同様に、RF励起パルスと逆位相のRF回復パルス(90°)-xを照射する。
【0026】
本方法のようにRF回復パルスの位相を制御すれば、縦磁化が早く回復するので、繰り返し時間が短くなり、MRI画像にアーチファクトが発生したり、画像のS/Nが低下するといった問題がなくなる。
【0027】
次に、本発明の第2の実施例を図面により説明する。本実施例は、フリップバック法を高速スピンエコー型のIRシーケンスに適用した場合であり、そのシーケンスを図4に示す。図4において、本シーケンスの一部を表す時間線図を示した。図4において、301はRF反転パルス、302はRF励起パルス、303、304、305、306はRF再収束パルス、307はRF回復パルスである。スライス傾斜磁場の内318はスライス方向ディフェイズパルスであり、その後に続くスライス選択傾斜磁場パルス319の前半部によって核スピンの位相はリフェイズされる。読み出し傾斜磁場の内334は読み出し方向リフェイズパルスである。
【0028】
本シーケンスにおいて、RF再収束パルスの印加回数が奇数だと、RF再収束はz方向に対して不完全となり、最後のRF再収束パルスが照射された後、上記組織1の磁化ベクトルはxy平面からずれてしまう。その場合、最初にRF回復パルス照射する際に、組織1の磁化ベクトルは正確に+z方向とはならなくなる。
【0029】
そこで、本実施例ではダミーパルスを印加してRF再収束パルスを印加する回数を偶数となるようにした。このことにより、RF再収束のz方向への不完全性を打ち消すことができるため、最後のRF再収束パルスが照射された後組織1の磁化ベクトルはxy面内にある。よって、RF回復パルス照射後、組織1の磁化ベクトルは正確に+z方向を向くため、縦磁化が早く回復することになり、繰り返し時間が短くなり、よってMRI画像にアーチファクトが発生したり、画像のS/Nが低下するといった問題がなくなる。
【0030】
更に具体的に、本シーケンスを用いて異なるT1を持つ2つの組織から成る対象物をイメージングすることを想定した場合について、以下説明する。2つの組織内、T1の長い方を組織1とし、他方を組織2とする。図4中の時刻は図3と対応している。RF反転パルス(180°)y301を受けた2つの組織の核スピンはt=Taで共に反転し縦磁化Mz1201とMz2 202を生じる(図3(a)と同じ)。反転した磁化は縦緩和するが、反転時間TI後の時刻t=Tbに組織1の縦磁化成分はMz1<0 203、組織2の縦磁化成分はMz2>0 204となる。(図3(b)、(分類2)の場合について説明する)。そしてRF励起パルス(90°)x302を照射すると、2つの組織の磁化ベクトルは、時刻t=Tcにおいて、Mxy1<0 205, Mxy2>0 206となる(図3(c)と同じ)。再収束パルス(180°)+y 303を照射すると、時刻t=Tdで2つの組織の横磁化は共に再収束しエコー信号を生じる。更に再収束パルス(180°)+y 304、305、…を繰り返す度にエコー信号を生じるという過程を繰り返す。最後にエコー信号収集終了後、RF再収束パルス306を受けた2つの組織の横磁化Mxy1, Mxy2は、t=Teで再収束する。このとき、励起パルスと同位相に制御したRF回復パルス(90°)x307 を照射すると、T1の長い方の組織1の縦磁化はt=TfでMxy2>0 207となり、縦緩和が促進される。
【0031】
上記実施例は、一例であり、他の形態として例えば、RF再反転パルスは180°パルスである必要はなく、核スピンの位相を反転する効果を持つRFパルスであれば良い。また、RF反転パルスの大きさと個数は180°で1個と限ったものではなく、適当なフリップ角を持ったRFパルスを複数印加する場合でも、縦磁化を反転させるならば、上記実施例と同様な効果が得られる。また、上記実施例は異なるT1を持つ3つ以上の組織から成る場合にも成立し、最もT1値が長い組織の縦磁化を回復を促進するようにRF回復パルスの位相方向を制御すれば、同様にアーチファクトのないMRI画像が得られる。なお、上記実施形態において、被検体内の複数の組織の角核スピンのTI時間における縦磁化の正負によって、RF再収束パルス、RF回復パルスの個数又は位相を制御するようにしたが、TIを可変制御することも可能である。
【0032】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明による磁気共鳴イメージング装置によれば、縦磁化が早く回復するので、繰り返し時間が短くなり、MRI画像にアーチファクトが発生したり、画像のS/Nが低下するといった問題がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】磁気共鳴イメージング装置の構成例。
【図2】フリップバック法を適用したIRシーケンスを表わす図。
【図3】図2のシーケンスを用いて異なるT1を持つ2つの組織(組織1、組織2)から成る対象物を撮像する際の磁化の振る舞いを表わす模式図(tで示した時刻は図2と対応)。
【図4】フリップバック法を高速スピンエコー型のIRシーケンスに適用した場合の図。
【符号の説明】
101,301 …RF反転パルス
102,302 …RF励起パルス
103,104,303,304,305,306 …RF再収束パルス
105,307 …RF 回復パルス
111,112,114,115,117,311,312,314,315,316,317,319 …スライス選択傾斜磁場パルス
113,116,313,318 …スライス方向リフェイズ傾斜磁場パルス
121,122,321,324 …位相エンコード傾斜磁場
131,133,331,334 …読み出し方向リフェイズ傾斜磁場パルス
132,332,333 …読み出し傾斜磁場パルス
201 …組織1の縦磁化
202 …組織2の縦磁化
205 …組織1の横磁化
206 …組織2の横磁化
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus, and more particularly to a technique for obtaining a magnetic resonance imaging image (hereinafter referred to as “MRI image”) by applying a flip-back method to an IR sequence.
[0002]
[Prior art]
The flip-back method adds an RF refocusing pulse at the end of the SE sequence, etc., and an RF recovery pulse controlled in the opposite phase to the RF excitation pulse (with a phase difference of 180 °) to promote longitudinal relaxation and shorten the repetition time. It is a method to do. The flip back method is described in JP-A-60-177251.
[0003]
The IR sequence is a sequence in which an RF inversion pulse is added before the SE sequence or the like, and is known as one method for giving contrast of a living tissue during imaging. The IR sequence is described in “Introduction to MRI“ Re ”” p.184 (by Riki Araki, Nanedo).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By applying the flip back method to the IR sequence, the repetition time can be shortened, so it is possible to significantly shorten the scan time and obtain an MRI image with high resolution and excellent image quality. In addition, when the phase of the RF recovery pulse is opposite to that of the RF excitation pulse as in the normal flip-back method, there are problems that artifacts occur in the MRI image and the S / N of the image is reduced. For this reason, the imaging method which applied the flip back method to IR sequence was not performed conventionally.
[0005]
An object of the present invention is to obtain a good MRI image by applying a flip-back method to an IR sequence.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The object is arranged in the static magnetic field including a static magnetic field generating means for generating a static magnetic field, an RF pulse generating means for generating an RF pulse in the static magnetic field, a first component and a second component. Measurement control means for measuring the nuclear magnetic resonance signal by applying the RF pulse to the subject based on a predetermined pulse sequence, the pulse sequence reversing the longitudinal magnetization of the subject. A pulse, an RF excitation pulse for generating transverse magnetization from the reversed longitudinal magnetization, an even number of RF refocusing pulses for refocusing the phase of the transverse magnetization, and recovering the refocused transverse magnetization to longitudinal magnetization An RF recovery pulse, and the measurement control means adjusts the phase of the RF recovery pulse in accordance with the positive and negative longitudinal magnetization at the application time point of the RF excitation pulse of the first component and the second component. System The magnetic resonance imaging apparatus, the measurement control unit, said have you to the application time point of the RF excitation pulse, the longitudinal magnetization of the first component is negative, when the longitudinal magnetization of the second component is positive The magnetic resonance imaging apparatus is characterized in that the phase of the RF recovery pulse is the same as the phase of the RF excitation pulse .
[0007]
The purpose of the measurement control unit is when the longitudinal magnetization of the first component is negative and the longitudinal magnetization of the second component is negative or zero at the time of application of the RF excitation pulse. Is achieved by a magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the phase of the RF recovery pulse is the same as the phase of the RF excitation pulse .
[0008]
The purpose of the measurement control unit is when the longitudinal magnetization of the first component is positive or zero and the longitudinal magnetization of the second component is positive at the time of application of the RF excitation pulse. Is achieved by a magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the phase of the RF recovery pulse is reversed from the phase of the RF excitation pulse .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the configuration of the magnetic resonance imaging apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the magnetic resonance imaging apparatus is roughly classified into a central processing unit (hereinafter abbreviated as CPU) 1, a sequencer 2, a transmission system 3, a static magnetic field generating magnet 4, a reception system 5, and signal processing. It consists of the system 6.
[0010]
The CPU 1 controls the sequencer 2, the transmission system 3, the reception system 5, and the signal processing system 6 according to a predetermined program. The sequencer 2 operates based on a control command from the CPU 1, and sends various commands necessary for collecting image data of the tomographic plane of the subject 7 to the transmission system 3, the gradient magnetic field generation system 21, and the reception system 5. ing.
[0011]
The transmission system 3 includes a high-frequency oscillator 8, a modulator 9, and an irradiation coil 11. The modulator 9 amplitude-modulates a reference high-frequency pulse output from the high-frequency oscillator 8 according to a command from the sequencer 2, and the amplitude modulation is performed. The high-frequency pulse is amplified via the high-frequency amplifier 10 and supplied to the irradiation coil 11, so that the subject is irradiated with a predetermined pulse-shaped electromagnetic wave.
[0012]
The static magnetic field generating magnet 4 is for generating a uniform static magnetic field in a predetermined direction around the subject 7. In the static magnetic field generating magnet 4, an irradiation coil 11, a gradient magnetic field coil 13, and a receiving coil 14 are arranged. The gradient magnetic field coil 13 is included in the gradient magnetic field generation system 21, receives a current supplied from the gradient magnetic field power supply 12, and generates a gradient magnetic field under the control of the sequencer 2. The reception system includes a reception coil 14, an amplifier 15 connected to the reception coil 14, a detection circuit 16, and an analog / digital converter (hereinafter referred to as ADC) 17, and receives an NMR signal from the subject 7. When the coil 14 detects, the NMR signal is converted into a digital quantity via the amplifier 15, the detection circuit 16, and the ADC 17, and is also converted into image reproduction data by the detection circuit 16 and the ADC 17 at a timing according to a command from the sequencer 2. , Is sent to CPU1.
[0013]
The signal processing system 6 includes an external storage device such as a magnetic disk 20 and an optical disk 19 and a display 18 such as a CRT. When data from the reception system 5 is input to the CPU 1, the CPU 1 performs signal processing and image re-processing. Processing such as configuration is executed, and the resulting image of the desired tomographic plane of the subject 7 is displayed on the display 18 and stored in the magnetic disk 20 of the external storage device or the like.
[0014]
Next, an IR sequence to which the flip-back method is applied will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the RF pulse, time time, slice gradient magnetic field Gs, phase encoding gradient magnetic field Gp, and readout gradient magnetic field Gf are shown as time elapses from the top.
[0015]
In the RF pulse in FIG. 2, 101 is an RF inversion pulse, 102 is an RF excitation pulse, 103 and 104 are RF refocusing pulses, and 105 is an RF recovery pulse. Here, in the RF inversion pulse (180 °) y, RF excitation pulse (90 °) x, RF refocusing pulse (180 °) -y103, (180 °) and (90 °) are the excitation angles of nuclear spins (flip The subscript x, y, or -y indicates the irradiation phase of the RF pulse on the axis of the coordinate system in which the nuclear spin to be imaged rotates at the resonance frequency (Larmor frequency). A slice gradient magnetic field 116 is a gradient magnetic field for slice direction dephasing, and the phase of the nuclear spin is rephased by the first half of the slice selective gradient magnetic field pulse 117 that follows. Of the readout gradient magnetic field, 133 is a readout direction rephase pulse. The above is an example in which the flip-back method is applied to the IR sequence to shorten the repetition time.
[0016]
In this embodiment, when the RF recovery pulse is irradiated in the opposite phase to the RF excitation pulse as in the normal flip-back method, it takes time to recover reversely, and thus it takes a long time to repeat, and the MRI image There have been problems such as the occurrence of artifacts and the reduction in image S / N.
[0017]
In the first embodiment, the setting of the reversal time TI is classified into the following three types as the difference in the sign of the longitudinal magnetization of the object at the time TI, and the sign of the RF recovery pulse to be irradiated is To change. Details will be described below. However, this example is for imaging an object consisting of two tissues with different T 1 values. Of the two tissues, the longer T 1 value is assumed to be tissue 1, and the shorter one is assumed to be tissue 2. In addition, T 2 value of tissue 1 is not short.
[0018]
Specifically, when CSF (cerebrospinal fluid) is assumed as the tissue 1, typically, T 1 = 2000 ms and T 2 = 300 ms.
(Category 1) Mz 1 <0, Mz 2 ≦ 0
(Category 2) Mz 1 <0, Mz 2 > 0
(Category 3) Mz 1 ≧ 0, Mz 2 > 0
In this classification, in the first embodiment, the phase direction of the RF recovery pulse 105 is the same as that of the RF irradiation pulse 102 (Category 1) In-phase (Category 2) In-phase
(Category 3) If the phase is reversed, the longitudinal magnetization is recovered quickly, so that the repetition time is shortened, and there is no problem that an artifact is generated in the MRI image or the S / N of the image is lowered.
[0019]
This will be explained individually for each classification.
In (Category 1), the magnetization vectors of tissue 1 and tissue 2 are in the -z direction at time Ta (or tissue 2 includes 0), so apply an RF excitation pulse (90 °) + x102 As a result, the magnetization vector points in the -y direction. The phase of tissue 1 and tissue 2 applied at this time is maintained even when the RF recovery pulse 105 is applied, so the RF recovery pulse (90 °) + x105 controlled to the same phase as the RF excitation pulse 102 is applied. Then, the magnetization vectors of the tissue 1 and the tissue 2 are both oriented in the + z direction. Note that the longitudinal relaxation components of the tissue 1 and the tissue 2 generated after the irradiation with the RF excitation pulse are irradiated with the RF refocusing pulses (180 °) 103 and 104, and thus become small and can be ignored.
[0020]
In (Category 2), as in (Category 1), the RF recovery pulse in phase with the RF excitation pulse 102 is used to direct the magnetization vector of tissue 1 that faces the -z direction at the Ta point in the + z direction. Irradiate (90 °) + x105. Here, since the magnetization vector of the tissue 2 is already in the + z direction at the time of TI (or 0), when the RF recovery pulse 105 is further irradiated to an object that is in the + y direction by the RF excitation pulse, −z In this case, since the longitudinal relaxation is fast, it will fully recover within the TR time.
FIG. 3 shows a schematic diagram showing the behavior of magnetization showing the state. In FIG. 3, the time indicated by t corresponds to FIG. However, phase dispersion is ignored in FIG.
[0021]
(step 1)
First, when an RF inversion pulse (180 °) y101 is irradiated, the nuclear spins of the two tissues are inverted at t = Ta, and longitudinal Mz 1 201 and Mz 2 202 are generated. (Fig. 3 (a))
[0022]
(Step 2)
Although the reversed magnetization is longitudinally relaxed, in the case of (Category 2), at the time t = Tb after the reversal, the longitudinal magnetization distribution 203 of the tissue 1 is Mz 1 <0, and the longitudinal magnetization distribution 204 of the tissue 2 is Mz 1 > 0. It becomes. (Fig. 3 (b))
[0023]
(Step 3)
Next, when an RF pulse (90 °) × 102 is irradiated, the magnetization vectors of the two tissues at time t = T c become transverse magnetization components Mxy 1 (<0) 205 and Mxy 2 (> 0) 206. (Fig. 3 (c))
[0024]
(Step 4)
Next, when the refocusing pulse (180 °) -y103 is irradiated, the two magnetizations refocus at time t = Td to generate an echo signal, but when the RF recovery pulse (180 °) -y104 is further irradiated, to re-converge at t = T e. In this case, when irradiated with RF recovery pulse (90 °) x105 was controlled in the same phase as the RF excitation pulse (90 °) x102, longitudinal magnetization Mz 1 tissue 1 towards T 1 is long, the time t = T f Positive and longitudinal relaxation is promoted. On the other hand, the longitudinal relaxation of the structure 2 having a shorter T 1 is Mz 2 <0 at t = T f. However, since the T 1 value is originally short, there is no problem because the longitudinal relaxation is easy.
[0025]
In (Category 3), since the magnetization vectors are both oriented in the + z direction at Ta time (or tissue 1 is 0), as in the normal flip-back method, the RF recovery pulse (90 °) Irradiate -x.
[0026]
If the phase of the RF recovery pulse is controlled as in this method, the longitudinal magnetization is recovered quickly, so the repetition time is shortened, and there are no problems such as artifacts in the MRI image or a decrease in the S / N of the image. .
[0027]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this example, the flip-back method is applied to a high-speed spin echo type IR sequence, and the sequence is shown in FIG. FIG. 4 shows a time diagram showing a part of this sequence. In FIG. 4, 301 is an RF inversion pulse, 302 is an RF excitation pulse, 303, 304, 305 and 306 are RF refocusing pulses, and 307 is an RF recovery pulse. Of the slice gradient magnetic field, 318 is a slice direction phase pulse, and the phase of the nuclear spin is rephased by the first half of the slice selective gradient magnetic field pulse 319 that follows. Of the readout gradient magnetic field, 334 is a readout direction rephase pulse.
[0028]
In this sequence, if the number of RF refocusing pulses applied is odd, the RF refocusing is incomplete in the z direction, and after the last RF refocusing pulse is irradiated, the magnetization vector of the tissue 1 is the xy plane. It will deviate from. In that case, when the RF recovery pulse is irradiated for the first time, the magnetization vector of the tissue 1 is not accurately in the + z direction.
[0029]
Therefore, in this embodiment, the number of times of applying the RF refocusing pulse by applying the dummy pulse is set to an even number. As a result, the imperfection of the RF refocusing in the z direction can be canceled, so that the magnetization vector of the tissue 1 is in the xy plane after the last RF refocusing pulse is irradiated. Therefore, after the RF recovery pulse irradiation, the magnetization vector of the tissue 1 is accurately oriented in the + z direction, so that the longitudinal magnetization is recovered quickly, the repetition time is shortened, and thus an artifact is generated in the MRI image or the image The problem of lowering the S / N is eliminated.
[0030]
More specifically, a case where it is assumed that an object composed of two tissues having different T 1 using this sequence is assumed will be described below. Within the two organizations, the longer T 1 is organization 1 and the other is organization 2. The time in FIG. 4 corresponds to FIG. The nuclear spins of the two tissues that have received the RF inversion pulse (180 °) y301 are both reversed at t = Ta to generate longitudinal magnetization Mz 1 201 and M z 2 202 (same as in FIG. 3A). Although inverted magnetization is longitudinal relaxation, the longitudinal magnetization components of the tissue 1 at time t = T b after inversion time TI is Mz 1 <0 203, the longitudinal magnetization components of the tissue 2 Mz 2> becomes 0 204. (The case of Fig. 3 (b) and (Category 2) will be explained). When the RF excitation pulse (90 °) × 302 is irradiated, the magnetization vectors of the two tissues become Mxy 1 <0 205, Mxy 2 > 0 206 at the time t = Tc (same as FIG. 3C). When the refocusing pulse (180 °) + y 303 is irradiated, the transverse magnetizations of the two tissues refocus at the time t = Td to generate an echo signal. Further, the process of generating an echo signal each time the refocusing pulse (180 °) + y 304, 305,... Is repeated is repeated. Finally, after the echo signal acquisition is completed, the transverse magnetizations Mxy 1 and Mxy 2 of the two tissues that have received the RF refocusing pulse 306 are refocused at t = Te. At this time, when the RF recovery pulse (90 °) x307 controlled in the same phase as the excitation pulse is irradiated, the longitudinal magnetization of the tissue 1 with the longer T 1 becomes Mxy 2 > 0 207 at t = T f , and the longitudinal relaxation is Promoted.
[0031]
The above embodiment is an example, and as another form, for example, the RF reinversion pulse does not need to be a 180 ° pulse, and may be an RF pulse having an effect of inverting the phase of the nuclear spin. In addition, the magnitude and number of RF inversion pulses are not limited to one at 180 °, and even if a plurality of RF pulses having an appropriate flip angle are applied, if the longitudinal magnetization is inverted, the above example and Similar effects can be obtained. Further, the above embodiment also satisfied when of three or more organizations with different T 1, by controlling the phase direction of the RF recovery pulse as best value of T 1 to promote recovery of the longitudinal magnetization of tissue long In the same manner, an MRI image free from artifacts can be obtained. In the above embodiment, the number or phase of the RF refocusing pulse and the RF recovery pulse is controlled by the positive / negative of the longitudinal magnetization in the TI time of the angular nucleus spins of a plurality of tissues in the subject. Variable control is also possible.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the magnetic resonance imaging apparatus of the present invention, the longitudinal magnetization is recovered quickly, so that the repetition time is shortened, artifacts occur in the MRI image, and the S / N of the image decreases. Disappear.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a configuration example of a magnetic resonance imaging apparatus.
FIG. 2 is a diagram showing an IR sequence to which a flip-back method is applied.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the behavior of magnetization when imaging an object composed of two tissues (tissue 1 and tissue 2) having different T 1 using the sequence of FIG. 2 (the time indicated by t is a diagram) Corresponding to 2).
FIG. 4 is a diagram when the flip-back method is applied to a high-speed spin echo type IR sequence.
[Explanation of symbols]
101,301… RF inversion pulse
102,302… RF excitation pulse
103,104,303,304,305,306… RF refocusing pulse
105,307… RF recovery pulse
111,112,114,115,117,311,312,314,315,316,317,319… slice selective gradient magnetic field pulse
113,116,313,318… Slice direction rephase gradient magnetic field pulse
121,122,321,324… Phase encoding gradient magnetic field
131,133,331,334… Reading direction rephase gradient magnetic field pulse
132,332,333… Reading gradient magnetic field pulse
201… longitudinal magnetization of tissue 1
202 ... Longitudinal magnetization of tissue 2
205 ... Transverse magnetization of tissue 1
206 ... Transverse magnetization of tissue 2

Claims (3)

静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記静磁場中にRFパルスを発生するRFパルス発生手段と、第1の成分と第2の成分とを含み前記静磁場中に配置された被検体に対して所定のパルスシーケンスに基づいて前記RFパルスを印加して核磁気共鳴信号を計測する計測制御手段とを備え、
前記パルスシーケンスは、前記被検体の縦磁化を反転させるRF反転パルスと、前記反転された縦磁化から横磁化を生じさせるRF励起パルスと、前記横磁化の位相を再収束させる偶数のRF再収束パルスと、前記再収束された横磁化を縦磁化に回復させるRF回復パルスとを有し、
前記計測制御手段は、前記第1の成分と前記第2の成分の前記RF励起パルスの印加時点における縦磁化の正負に対応して、前記RF回復パルスの位相を制御する磁気共鳴イメージング装置において、
前記計測制御手段は、前記RF励起パルスの印加時点において、前記第1の成分の縦磁化が負であり、前記第2の成分の縦磁化が正である場合には、前記RF回復パルスの位相を前記RF励起パルスの位相と同一にすることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
An object disposed in the static magnetic field includes a static magnetic field generating means for generating a static magnetic field, an RF pulse generating means for generating an RF pulse in the static magnetic field, and a first component and a second component. And a measurement control means for measuring the nuclear magnetic resonance signal by applying the RF pulse based on a predetermined pulse sequence,
The pulse sequence includes an RF inversion pulse that reverses the longitudinal magnetization of the subject, an RF excitation pulse that generates transverse magnetization from the inverted longitudinal magnetization, and an even number of RF refocusing that refocuses the phase of the transverse magnetization. a pulse, the RF recovery pulse to recover the re-focussed transverse magnetization in longitudinal magnetization possess,
Wherein the measurement control means, said in response to positive and negative longitudinal magnetization in the application time point of the RF excitation pulse of the first component second component, in the magnetic resonance imaging apparatus that controls the phase of the RF recovery pulse ,
Wherein the measurement control unit, said have you to the application time point of the RF excitation pulse, a negative longitudinal magnetization of the first component, when the longitudinal magnetization of the second component is positive, the RF recovery pulse The magnetic resonance imaging apparatus is characterized in that the phase of the same is the same as the phase of the RF excitation pulse .
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記計測制御手段は、前記RF励起パルスの印加時点において、前記第1の成分の縦磁化が負であり、前記第2の成分の縦磁化が負又はゼロである場合には、前記RF回復パルスの位相を前記RF励起パルスの位相と同一にすることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein at the time of application of the RF excitation pulse, the measurement control unit has negative longitudinal magnetization of the first component and negative longitudinal magnetization of the second component. If zero, the magnetic resonance imaging apparatus is characterized in that the phase of the RF recovery pulse is the same as the phase of the RF excitation pulse . 請求項1又は2記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記計測制御手段は、前記RF励起パルスの印加時点において、前記第1の成分の縦磁化が正又はゼロであり、前記第2の成分の縦磁化が正である場合には、前記RF回復パルスの位相を前記RF励起パルスの位相と逆にすることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 3. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1 , wherein the measurement control unit has a longitudinal magnetization of the first component that is positive or zero at the application time of the RF excitation pulse, and a longitudinal direction of the second component. A magnetic resonance imaging apparatus characterized in that when the magnetization is positive, the phase of the RF recovery pulse is reversed from the phase of the RF excitation pulse .
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