JPH0322771B2 - - Google Patents
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- JPH0322771B2 JPH0322771B2 JP60044158A JP4415885A JPH0322771B2 JP H0322771 B2 JPH0322771 B2 JP H0322771B2 JP 60044158 A JP60044158 A JP 60044158A JP 4415885 A JP4415885 A JP 4415885A JP H0322771 B2 JPH0322771 B2 JP H0322771B2
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- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、核磁気共鳴画像装置(以下核磁気共
鳴をNMRと略す)に関し、特に緩和時間T1、
T2およびプロトン密度ρの計算画像を求める手
段の改善に関するものである。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a nuclear magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as NMR), and particularly relates to a nuclear magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as NMR), and in particular , to
This invention relates to improvements in means for obtaining calculation images of T 2 and proton density ρ.
(従来の技術)
従来より、NMR画像装置において、測定した
画像から医学上有用とされている縦緩和時間T1
値に関する画像(T1像)や横緩和時間T2値に関
する画像(T2像)を求める技法があつた。(Prior art) Longitudinal relaxation time T 1 , which is considered to be medically useful, has traditionally been measured using NMR imaging equipment from images measured.
There is a technique to obtain an image related to the value (T 1 image) and an image related to the transverse relaxation time T 2 value (T 2 image).
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、このT1像とT2像は次のように
別々の方法により求められていた。(Problems to be Solved by the Invention) However, the T 1 image and the T 2 image have been obtained using different methods as follows.
T1像については、例えば、次のようにして
計算される。第7図に示すような反転回復法
(Inversion Recovery法:以下IR法と略す)と
スピンエコー法(Spin Echo法:以下SE法と
略す)とを併せて適用したIRSE法と、第8図
に示すような飽和回復法(Saturation
Recovery:以下SR法と略す)とSE法とを併
せて適用したSRSE法により、各1枚ずつの原
画像を得、この2枚の画像と、信号強度の近似
式を用いて計算する。 For example, the T 1 image is calculated as follows. The IRSE method is a combination of the inversion recovery method (hereinafter referred to as IR method) and the spin echo method (hereinafter referred to as SE method) as shown in Figure 7, and the IRSE method shown in Figure 8. The saturation recovery method (Saturation
One original image is obtained using the SRSE method, which is a combination of Recovery (hereinafter abbreviated as SR method) and SE method, and calculations are performed using these two images and an approximation formula for signal strength.
SRSE法は第8図に示すように90°パルス印加
の後に180°パルスを印加してエコー信号を得る
ようにしたパルスシーケンスで、90°パルスか
らエコー信号の中心までの時間をTs、90°パル
ス印加から次のビユーでの90°パルス印加まで
の時間をTrとしている。 The SRSE method is a pulse sequence in which an echo signal is obtained by applying a 90° pulse and then a 180° pulse, as shown in Figure 8. The time from the 90° pulse to the center of the echo signal is T s , 90 The time from the application of the ° pulse to the application of the 90° pulse in the next view is defined as T r .
また、IRSE法は第7図に示すように第8図
のSRSE法の各90°パルスの前にインバージヨ
ン・リカバリ用の180°パルスを印加するように
したパルスシーケンスで、インバージヨン・リ
カバリ用の180°パルスの印加から90°パルスの
印加までの時間をTd、90°パルスからエコー信
号の中心までの時間をTs、インバージヨン・
リカバリ用の180°バルスの印加から次のビユー
での180°パルスの印加までの時間をTrとしてい
る。 In addition, as shown in Figure 7, the IRSE method is a pulse sequence in which a 180° pulse for inversion recovery is applied before each 90° pulse of the SRSE method shown in Figure 8. T d is the time from the application of the 180° pulse to the application of the 90° pulse, T s is the time from the 90° pulse to the center of the echo signal, and T s is the time from the 90° pulse to the center of the echo signal.
The time from the application of the 180° pulse for recovery to the application of the 180° pulse for the next view is defined as T r .
SRSE法での信号強度の理論式ISRは
ISR=I0・exp(−TS/T2{1−2・exp(−Tr/T1+Ts
/2T1)+exp(−Tr/T1)}
また、IRSE法での信号強度の理論式ISRは
IIR=I0・exp(−Ts/T2){1−2・exp(−Td/T1
)+2・exp(−Tr/T1+Ts/2T1)−exp(−Tr/
T1)}
である。 The theoretical formula for signal strength in the SRSE method I SR is
/2T 1 ) + exp (-Tr/T 1 )} In addition, the theoretical formula for signal strength in the IRSE method I SR is I IR = I 0・exp (−T s /T 2 ) {1−2・exp (− Td / T1
) +2・exp(−T r /T 1 +T s /2T 1 )−exp(−T r /
T 1 )}.
この理論式に対し、ここで、Tr〓T1として
exp(−Tr/T1)=0とすれば、
ISR≒I0・exp(Ts/T2)
IIR≒I0・exp(−Ts/T2){1
−2・exp(−Td/T1)}
ゆえに、
IIR/ISR=1−2・exp(−Td/T1)
T1=Td/ln{2ISR/(ISR−IIR)}
この式からT1値を求める。 For this theoretical formula, here, as T r 〓T 1
If exp(−T r /T 1 )=0, I SR ≒I 0・exp(T s /T 2 ) I IR ≒I 0・exp(−T s /T 2 ) {1 −2・exp (−T d /T 1 )} Therefore, I IR /I SR =1−2・exp(−T d /T 1 ) T 1 =T d /ln{2I SR /(I SR −I IR )} This Find the T1 value from the formula.
T2像を求める場合は、例えば、刊行物「映
像情報(M)」1984年6月号(Vol.16No.11)の第
570頁ないし第576頁に記載されたCPMG法に
より複数個のエコーデータからT1、ρを消去
して最小2乗法によりT2値を求めるようにし
ている。 To obtain the T2 image, for example, refer to the publication "Eizo Information (M)" June 1984 issue (Vol. 16 No. 11).
The CPMG method described on pages 570 to 576 is used to eliminate T 1 and ρ from a plurality of echo data, and the T 2 value is determined by the least squares method.
なお、1回のデータ収集で複数個のエコーデ
ータと連続的に取り出しT2値を求め得るよう
にしたCP法には、印加するパルスの長さが不
完全であればその誤差がエコーを得るに従い累
積され、結果としてT2値に誤差を生ずると言
う欠点があつたが、CPMG法はこれを解決し
たもので、第9図に示すように90°パルスの後
に180°パルスをn回繰返し印加してn個のエコ
ーを発生させるようにしたパルスシーケンスで
ある。 Note that in the CP method, which allows multiple echo data to be extracted continuously and the T2 value obtained in one data collection, if the length of the applied pulse is incomplete, the error will cause echoes to be obtained. However, the CPMG method solves this problem by repeating a 90° pulse followed by a 180° pulse n times, as shown in Figure 9. This is a pulse sequence that is applied to generate n echoes.
このような手法による従来の方法においては次
のような欠点があつた。 Conventional methods using such techniques have the following drawbacks.
(1) T1像とT2像がそれぞれ個別に求められてお
り、T1、T2、ρの計算画像が同時に得られな
い。(1) The T 1 image and the T 2 image are obtained separately, and the calculation images of T 1 , T 2 , and ρ cannot be obtained at the same time.
(2) 近似式を用いているため正確な値が求まらな
い。(2) Exact values cannot be determined because approximate formulas are used.
(3) Tr〓T1の条件のためTrを長くしなれけばな
らず、全スキヤンタイムが長い。(3) Due to the condition of T r 〓T 1 , T r must be made long, and the total scan time is long.
(4) 原画像のスキヤンパラメータが最適化されて
おらず、与えられた条件下で最良の計算画像が
求まらない。(4) The scan parameters of the original image are not optimized, and the best calculated image cannot be found under the given conditions.
本発明の目的は、この様な点に鑑み、NMR画
像装置において、複数枚の画像像からT1、T2、
ρ計算画像を正確かつ同時に求めるようなNMR
画像装置を提供することにある。 In view of these points, an object of the present invention is to use an NMR imaging device to obtain T 1 , T 2 ,
NMR that accurately and simultaneously obtains ρ calculation images
The purpose of the present invention is to provide an imaging device.
本発明の他の目的は、任意のパルスシーケンス
から得た画像を使用しても同様にT1、T2、ρ計
算画像を正確かつ同時に求め得るようにした
NMR画像装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to enable accurate and simultaneous determination of T 1 , T 2 , and ρ calculation images using images obtained from arbitrary pulse sequences.
Our objective is to provide an NMR imaging device.
(問題点を解決するための手段)
この様な目的を達成するために本発明では、核
磁気共鳴画像装置において、
少なくとも緩和時間(T1、T2)又はプロトン
密度(ρ)のいずれか一つに関する計算画像を得
るための下記の機能を有する制御手段を具備した
ことを特徴とする核磁気共鳴画像装置。(Means for Solving the Problems) In order to achieve such an object, the present invention provides a nuclear magnetic resonance imaging apparatus in which at least one of the relaxation times (T 1 , T 2 ) or the proton density (ρ) is adjusted. 1. A nuclear magnetic resonance imaging apparatus characterized by comprising a control means having the following functions for obtaining a calculated image related to a nuclear magnetic resonance image.
記
信号強度の理論式、T1、T2、ρの値および原
画像の分散から誤差伝播の法則により演算にて計
算画像に最適なスキヤンパラメータを求め、その
求められたスキヤンパラメータで撮像する。この
原画像を用い、信号強度の理論式に直接最小2乗
法を適用し、T1、T2、ρ値を得て、これらT1、
T2、ρに関する計算画像を求める。 Note: The optimum scan parameter for the calculated image is calculated using the law of error propagation from the theoretical formula for signal strength, the values of T 1 , T 2 , and ρ, and the variance of the original image, and the image is captured using the calculated scan parameter. Using this original image, directly apply the least squares method to the theoretical formula of signal strength to obtain T 1 , T 2 , and ρ values.
A calculation image regarding T 2 and ρ is obtained.
スライスによる影響がある場合には前記信号強
度の理論式にスライスの影響を含んだ理論式を用
いる。 If there is an influence due to slicing, a theoretical expression including the influence of slicing is used as the theoretical expression for the signal strength.
(実施例)
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。第
1図は本発明に係るNMR画像装置の一実施例を
示す要部構成図である。図において、1はマグネ
ツトアセンブリで、内部には対象物を挿入するた
めの空間部分(孔)が設けられ、この空間部分を
取巻くようにして、対象物に一様静磁場H0を印
加する主磁場コイル2と、勾配磁場を発生するた
めの勾配磁場コイル3(個別に勾配磁場を発生す
ることができるように構成されたx勾配磁場コイ
ル、y勾配磁場コイル、z勾配磁場コイルより構
成される)と、対象物内の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RF送信コイル
4と、対象物からのNMR信号を検出する受信用
コイル5等が配置されている。(Example) The present invention will be explained in detail below using the drawings. FIG. 1 is a block diagram of essential parts showing an embodiment of an NMR imaging apparatus according to the present invention. In the figure, 1 is a magnet assembly, inside of which a space (hole) is provided for inserting an object, and a uniform static magnetic field H 0 is applied to the object surrounding this space. A main magnetic field coil 2, and a gradient magnetic field coil 3 for generating a gradient magnetic field (consisting of an x gradient magnetic field coil, a y gradient magnetic field coil, and a z gradient magnetic field coil configured to be able to individually generate gradient magnetic fields). ), an RF transmitting coil 4 that provides high-frequency pulses to excite the spins of atomic nuclei within the object, and a receiving coil 5 that detects NMR signals from the object.
主磁場コイルは静磁場制御回路15に、Gx、
Gy、Gz各勾配磁場コイルは勾配磁場制御回路1
4に、RF送信コイルは電力増幅器18に、そし
てNMR信号の受信用コイルはプリアンプ19
に、それぞれ接続されている。 The main magnetic field coil is connected to the static magnetic field control circuit 15, G x ,
G y , G z each gradient magnetic field coil is gradient magnetic field control circuit 1
4, the RF transmitting coil is connected to the power amplifier 18, and the NMR signal receiving coil is connected to the preamplifier 19.
are connected to each.
13はコントローラで、勾配磁場や高周波磁場
の発生シーケンスを制御すると共に得られた
NMR信号を波形メモリ21に取込むために必要
な制御を行う。 13 is a controller that controls the sequence of generation of gradient magnetic fields and high-frequency magnetic fields.
Performs necessary control to capture the NMR signal into the waveform memory 21.
17はゲート変調回路、16は高周波信号を発
生する高周波発振器である。ゲート変調回路17
は、コントローラ13からの制御信号により高周
波発振器16が出力した高周波信号を適宜に変調
し、所定の位相の高週波パルスを生成する。この
高周波パルスはRF電力増幅器18を通してRF送
信コイル4に加えられる。 17 is a gate modulation circuit, and 16 is a high frequency oscillator that generates a high frequency signal. Gate modulation circuit 17
appropriately modulates the high frequency signal output from the high frequency oscillator 16 using a control signal from the controller 13 to generate a high frequency pulse of a predetermined phase. This high frequency pulse is applied to the RF transmitting coil 4 through the RF power amplifier 18.
19は検出コイル5から得られるNMR信号を
増幅するプリアンプ、20は高周波発振器の出力
信号を参照してNMR信号を位相検波する位相検
波回路、21は位相検波されたプリアンプからの
波形信号を記憶する波形メモリで、ここにはA/
D変換器を含んでいる。 19 is a preamplifier that amplifies the NMR signal obtained from the detection coil 5; 20 is a phase detection circuit that phase-detects the NMR signal by referring to the output signal of the high-frequency oscillator; and 21 stores the phase-detected waveform signal from the preamplifier. In the waveform memory, here is A/
Contains a D converter.
11は波形メモリ21からの信号を受け、所定
の信号処理を施して断層像を得るコンピユータ、
12は得られた断層像を表示するテレビジヨンモ
ニタのような表示器である。 11 is a computer that receives the signal from the waveform memory 21 and performs predetermined signal processing to obtain a tomographic image;
12 is a display device such as a television monitor that displays the obtained tomographic image.
この様な構成における計算画像作成の手順につ
いて次に説明する。 Next, the procedure for creating a calculated image in such a configuration will be explained.
先ず、パルスシーケンスおよびスキヤンパラ
メータを決定する。 First, the pulse sequence and scan parameters are determined.
例えば、SRSE法による3枚の原画像から、
人体頭部の白質、灰白質(T1=0.5〜0.3sec、
T2=0.1〜0.07sec)を中心とした計算画像を求
める場合を例にとる。スキヤンパラメータは、
SRSE法での信号強度の理論式と、求めるT1、
T2、ρの値および原画像の分散とから、演算
により(その演算方法の詳細については後述す
る)計算画像の評価関数を最良にするように選
ばれる。パルスシーケンスおよびスキヤンパラ
メータ等のこれらの条件はコントローラ13に
設定される。、
全スキヤンタイムを約300sec、ビユー数を
127とすれば、3枚の画像のスキヤンパラメー
タは次のように定められる。 For example, from three original images using the SRSE method,
White matter and gray matter of the human head (T 1 = 0.5 to 0.3 sec,
Let us take as an example the case where a calculation image centered around T 2 =0.1 to 0.07 sec is obtained. The scan parameters are
Theoretical formula for signal strength in the SRSE method and the required T 1 ,
From the values of T 2 and ρ and the variance of the original image, it is selected by calculation (details of the calculation method will be described later) so as to optimize the evaluation function of the calculated image. These conditions such as pulse sequence and scan parameters are set in the controller 13. , the total scan time is about 300 seconds, and the number of views is
127, the scan parameters of the three images are determined as follows.
<> Tr=0.3sec
Ts=0.022sec
n=2
<> Tr=1.28sec
Ts=0.025sec
n=1
<> Tr=0.64sec
Ts=0.109sec
n=1
ここで、nは各シーケンスの平均数を表わ
す。 <> T r =0.3sec T s =0.022sec n=2 <> T r =1.28sec T s =0.025sec n=1 <> T r =0.64sec T s =0.109sec n=1 Here, n is Represents the average number of each sequence.
コントローラ13の制御により、ゲート変調
回路17を通して第2図イに示すような90°パ
ルスを得、電力増幅器18を介してRF送信コ
イル4に与え、対象物を励起する。この時同時
に勾配磁場Gzも印加して(同図ロ)、特定のス
ライス面内にあるスピンのみを選択励起する。 Under the control of the controller 13, a 90° pulse as shown in FIG. 2A is obtained through the gate modulation circuit 17 and applied to the RF transmitting coil 4 via the power amplifier 18 to excite the object. At this time, a gradient magnetic field G z is also applied (FIG. 2B) to selectively excite only the spins within a specific slice plane.
次に、勾配磁場Gyにより位相エンコードを
行い、それと同時に勾配磁場Gxを印加して
(同図ニ)、エコーを観測する準備をしておく。 Next, phase encoding is performed using the gradient magnetic field Gy , and at the same time, a gradient magnetic field Gx is applied (d) to prepare for observing echoes.
続いて、勾配磁場の印加を停止し、180°パル
スを印加しスピンを反転させる。その後同図ニ
に示すようにGxを印加しながら発生するエコ
ー信号(同図ホ)を受信コイル5で検出し、観
測する。受信コイルで検出されたスピンエコー
信号は、プリアンプ19、位相検波回路20を
経て波形メモリ21に蓄えられる。 Next, the application of the gradient magnetic field is stopped, and a 180° pulse is applied to reverse the spin. Thereafter, as shown in Figure D, an echo signal (Figure E) generated while applying G x is detected by the receiving coil 5 and observed. The spin echo signal detected by the receiving coil is stored in a waveform memory 21 via a preamplifier 19 and a phase detection circuit 20.
上記の方法で位相エンコード量の異なる多
数の信号から原画像(画像データ)を得る。 The original image (image data) is obtained from a large number of signals with different phase encoded amounts using the above method.
必要ならば画像に空間フイルタをかける。す
なわち、濃度分解能(S/N)が空間分解能に
比べ悪い場合は、空間フイルタにより画像の濃
度分解能を上げる。 Apply a spatial filter to the image if necessary. That is, when the density resolution (S/N) is worse than the spatial resolution, the density resolution of the image is increased by using a spatial filter.
上記(又は)により得た3枚の原画像と
理論式から、反復補正最小2乗法により(詳細
は後述する)、T1、T2、ρの計算画像を得る。 From the three original images obtained by the above (or) and the theoretical formula, calculation images of T 1 , T 2 , and ρ are obtained by the iterative correction least squares method (details will be described later).
スライスによる影響がある場合には、前記信
号強度の理論式としてスライスの影響を含んだ
理論式を用いる。このスライスの影響とは、ス
ライス方向で磁化が90°倒れないことによる影
響であり、その補正方法の詳細については後述
する。 If there is an influence due to slices, a theoretical formula including the influence of slices is used as the theoretical formula for the signal strength. This slicing effect is the effect of magnetization not tilting by 90 degrees in the slicing direction, and the details of the correction method will be described later.
以上の手順により、T1、T2、ρの計算画像を
正確かつ同時に得ることができる。 By the above procedure, calculation images of T 1 , T 2 , and ρ can be obtained accurately and simultaneously.
() さて、信号強度の理論式と、求めるT1、
T2、ρ値とから計算画像のん評価関数を最良
にするスキヤンパラメータを求める手法につい
て説明する。ここでは評価関数として
σT1/T1+σT2/T2+σp/ρ
ただし、σT1、σT2、σPはT1、T2、ρの標準偏
差
を用いる。() Now, the theoretical formula for signal strength and the required T 1 ,
A method for determining scan parameters that optimize the calculated image evaluation function from T 2 and ρ values will be explained. Here, the evaluation function is σ T1 /T 1 +σ T2 /T 2 +σ p /ρ, where σ T1 , σ T2 , and σ P are the standard deviations of T 1 , T 2 , and ρ.
その原理を説明すると次の通りである。
SRSE法で得られる信号の理論式F(Tr、Ts、
T1、T2、p)は次のように表わされる。 The principle is explained as follows.
Theoretical formula F(T r , T s , T s ,
T 1 , T 2 , p) are expressed as follows.
F(Tr、Ts、T1、T2、p)=CSRSE・exp(−Ts/T2){
1−2・exp(−Tr/T1+Ts/2T1)+exp(−Tr/T1)}・
ρ
ここで、CSRSEはスライスの影響を表わす係
数で、T1/Trの関数である。例えばガウシア
ン90°パルスを用いればCSRSEは次式で表わされ
得る。F(T r , T s , T 1 , T 2 , p)=C SRSE・exp(−T s /T 2 ) {
1-2・exp(−T r /T 1 +T s /2T 1 )+exp(−T r /T 1 )}・
ρ Here, C SRSE is a coefficient representing the effect of slicing and is a function of T 1 /T r . For example, if a Gaussian 90° pulse is used, C SRSE can be expressed by the following equation.
0.2<T1/Tr<10.0で
CSRSE=8.1537E−6(T1/Tr)6−2.95086E−4(T
1/Tr)5+4.27675E−3(T1/Tr)4
−3.17902E−2(T1/Tr)3+1.29262E−1(T1
/Tr)2−2.8554E−1(T1/Tr)+1.0557
3つの画像のスキヤンパラメータをTr1、
Ts1、Tr2、Ts2、Tr3、Ts3とすれば、画像から
最小2乗法により計算したT1、T2、ρの値の
共分散行列VT1T2pは
VT1T2p=(ATV-1 123A)-1
ただし、
V123は原画像の共分散行列で、
原画像の分散σ2は、平均値をn.サンプリング
時間をTaとして、σ2∝n-1Ta-1で表わされ、
またAは
となる。 0.2<T 1 /T r <10.0 and C SRSE = 8.1537E−6(T 1 /T r ) 6 −2.95086E−4(T
1 /T r ) 5 +4.27675E-3 (T 1 /T r ) 4 -3.17902E-2 (T 1 /T r ) 3 +1.29262E-1 (T 1
/T r ) 2 −2.8554E−1 (T 1 /T r )+1.0557 The scan parameters of the three images are T r1 ,
Assuming T s1 , T r2 , T s2 , T r3 , and T s3 , the covariance matrix V T1T2p of the values of T 1 , T 2 , and ρ calculated from the image by the least squares method is V T1T2p = (A T V - 1 123 A) -1 However, V 123 is the covariance matrix of the original image, and the variance σ 2 of the original image is expressed as σ 2 ∝n -1 Ta -1 where the average value is n and the sampling time is Ta. is,
Also, A is becomes.
従つて、T1、T2、ρの値の分散はVT1T2pの
対角要素として求まる。 Therefore, the variance of the values of T 1 , T 2 , and ρ can be found as the diagonal elements of V T1T2p .
以上から、計算画像の評価関数がTs1、Ts2、
Ts3、Tr1、Tr2、Tr3、Ta1、Ta2、Ta3、n1、
n2、n3の関数として求まる。 From the above, the evaluation functions of the calculated image are T s1 , T s2 ,
T s3 , T r1 , T r2 , T r3 , T a1 , T a2 , T a3 , n 1 ,
It is found as a function of n 2 and n 3 .
この様な原理に基づき、次のような手順によ
り適切なスキヤンパラメータが求められる。 Based on this principle, appropriate scan parameters are determined by the following procedure.
まず使用するパルスシーケスを決定し、信
号強度の理論式を定める。 First, the pulse sequence to be used is determined, and a theoretical formula for signal strength is determined.
理論式、測定したいT1、T2、ρの範囲、
原画像の分散から、計算画像の評価関数をス
キヤンパラメータの関数として求める。 Theoretical formula, the range of T 1 , T 2 , and ρ you want to measure,
From the variance of the original image, the evaluation function of the calculated image is determined as a function of the scan parameter.
上記において計算画像の評価関数がスキ
ヤンパラメータの多変数関数として求まつた
ので、多変関数の極値を求める方法(シンプ
レツクス法など)により評価関数が最良とな
るスキヤンパラメータTs1、Ts2、Ts3、Tr1、
Tr2、Tr3、Ta1、Ta2、Ta3、n1、n2、n3を求
める。 In the above, since the evaluation function of the calculated image was determined as a multivariable function of the scan parameters, the scan parameters T s1 , T s2 , T s3 , T r1 ,
Find T r2 , T r3 , T a1 , T a2 , T a3 , n 1 , n 2 , and n 3 .
() 次に、反復補正最小2乗法による計算例に
ついて説明する。() Next, a calculation example using the iterative corrected least squares method will be explained.
3枚の原画像のスキヤンパラメータTr、Tsに
関し、
第1の画像については、Tr1、Ts1
第2の画像については、Tr2、Ts2
第3の画像については、Tr3、Ts3
とする。またSRSE法における信号強度の理論式
をF(Tr、Ts、T1、T2、ρ)とすると、前述し
たように次のように表わされる。 Concerning the scan parameters T r and T s of the three original images, for the first image, T r1 , T s1 For the second image, T r2 , T s2 For the third image, T r3 , T Let it be s3 . Further, if the theoretical formula for the signal strength in the SRSE method is F (T r , T s , T 1 , T 2 , ρ), it is expressed as follows as described above.
F(Tr、Ts、T1、T2、ρ)=CSRSE・exp(−Ts/T2){1
‐2・exp(−Tr/T1+Ts/2T1)+exp(−Tr/T1)}・ρ
次に、第3図に示す計算処理のフローを参照
して計算の手順を述べる。初期近似値〓(T1、
T2、ρ)のまわりで理論式をテーラ展開し、
その一次までをとれば、各画像における信号の
強度I1、I2、I3は次のようになる。F(T r , T s , T 1 , T 2 , ρ) = C SRSE・exp(−T s /T 2 ) {1
-2・exp(−T r /T 1 +T s /2T 1 )+exp(−T r /T 1 )}・ρ Next, we will describe the calculation procedure with reference to the calculation process flow shown in Figure 3. . Initial approximation value〓(T 1 ,
Taylor expansion of the theoretical formula around T 2 , ρ),
Taking up to the first order, the signal intensities I 1 , I 2 , and I 3 in each image are as follows.
I1=F(Tr1、Ts1、〓)+(∂F/∂T1)Tr1Ts1〓・ΔT
1+(∂F/∂T2)Tr1Ts1〓・ΔT2+(∂F/∂ρ)Tr1Ts
1〓・Δρ
I2=F(Tr2、Ts2、〓)+(∂F/∂T1)Tr2Ts2〓・ΔT
1+(∂F/∂T2)Tr2Ts2〓・ΔT2+(∂F/∂ρ)Tr2Ts
2〓・Δρ
I3=F(Tr3、Ts3、〓)+(∂F/∂T1)Tr3Ts3〓・ΔT
1+(∂F/∂T2)Tr3Ts3〓・ΔT2+(∂F/∂ρ)Tr3Ts
3〓・Δρ
続いて、3つの画像の値と上式から最小2乗
法によりΔT1、ΔT2、Δρを求める。I 1 = F (T r1 , T s1 , 〓) + (∂F/∂T 1 ) Tr1Ts1 〓・ΔT
1 + (∂F/∂T 2 ) Tr1 Ts1〓・ΔT 2 + (∂F/∂ρ) Tr1 Ts
1〓・Δρ I 2 = F (T r2 , T s2 , 〓) + (∂F/∂T 1 ) Tr2Ts2 〓・ΔT
1 + (∂F/∂T 2 ) Tr2 Ts2〓・ΔT 2 + (∂F/∂ρ) Tr2 Ts
2〓・Δρ I 3 = F (T r3 , T s3 , 〓) + (∂F/∂T 1 ) Tr3Ts3 〓・ΔT
1 + (∂F/∂T 2 ) Tr3 Ts3〓・ΔT 2 + (∂F/∂ρ) Tr3 Ts
3〓・Δρ Next, ΔT 1 , ΔT 2 , and Δρ are determined by the least squares method from the values of the three images and the above equation.
次に、T^1、T^2、ρ^についての新しい近似値を
T^1+ΔT^1
T^2+ΔT^2
ρ^+Δρ
とし、T^1、T^2、ρ^が収束するまで反復する。収
束不能の場合、初期値を変えて初めから計算を
繰返す。収束したと判断されたときは、その時
のT^1、T^2、ρ^が求めるT1、T2、ρである。 Next, let the new approximations for T^ 1 , T^ 2 , and ρ^ be T^ 1 +ΔT^ 1 T^ 2 +ΔT^ 2 ρ^+Δρ until T^ 1 , T^ 2 , and ρ^ converge. repeat. If convergence is not possible, change the initial value and repeat the calculation from the beginning. When it is determined that it has converged, T^ 1 , T^ 2 , and ρ^ at that time are the required T 1 , T 2 , and ρ.
() 次にイラストによる影響の補正方法につい
て説明する。() Next, a method for correcting the influence of illustrations will be explained.
磁化の倒れる角度をαとしたときのSRSE法
の信号強度は次のように表わされる。 The signal strength of the SRSE method is expressed as follows, when α is the angle at which the magnetization falls.
sinα・exp(−Ts/T2){1−2exp(−Tr/
T1+Ts/2T1)+exp(−Tr/T1)}/1+cosα・exp(
−Tr/T1)ρ……(1)
ガウシアン変調された90°パルスを用いてい
ればスライス方向zで
α=π/2・exp(−z2) ……(2)
となる。(1)式を(2)式によりzで積分すれば、ス
ライスの影響を含んだ信号強度が求まる。 sinα・exp(−T s /T 2 ) {1−2exp(−T r /
T 1 +T s /2T 1 ) + exp (-T r /T 1 )} / 1 + cos α・exp (
−T r /T 1 ) ρ (1) If a Gaussian-modulated 90° pulse is used, α=π/2·exp(−z 2 ) (2) in the slice direction z. By integrating Equation (1) with respect to z using Equation (2), the signal strength including the influence of the slice can be found.
この信号強度値を理論式による値の比がスラ
イスの影響を表わす係数となる。 The ratio of this signal strength value to the value calculated by the theoretical formula becomes a coefficient representing the influence of the slice.
なお、原画像の枚数は3枚に限ることはなく、
それ以上であつてもよい。計算は4枚以上であつ
ても同じである。 Please note that the number of original images is not limited to three,
It may be more than that. The calculation is the same even if there are four or more sheets.
そして、原画像の撮影方法は次のいずれの方式
によつてもよい。 The method of photographing the original image may be any of the following methods.
求められた1組のスキヤンパラメータで全ビ
ユー、求められた他の組のスキヤンパラメータ
で全ビユー、更に他の組のスキヤンパラメータ
で全ビユーと、順次に撮像してゆく方式。 This method sequentially captures all views using one set of scan parameters, all views using another set of scan parameters, and all views using another set of scan parameters.
各ビユーごとに、3組のスキヤンパラメータ
で順に撮像してゆく方式。 A method that sequentially captures images using three sets of scan parameters for each view.
また、この場合異なるパルスシーケンスにお
ける混合3画像であつてもよく、パルスシーケ
ンス、の組合せは自由である。 Further, in this case, it may be a mixture of three images in different pulse sequences, and the combination of pulse sequences is free.
以下に他のパルスシーケンスの場合について説
明する。 Cases of other pulse sequences will be explained below.
第4図は、勾配磁場の印加の様子については省
略してあるが、SRSE法において各ビユーごとに
180°パルスを2回ずつ加えるようにしたSRSE法
の場合のパルスシーケンスを示したものである。
この場合の信号強度の理論式は、M0を
M0=CSR2SE{1‐2exp(Tr/T1+Ts1/T1+Ts2/2T1)+2
・exp(−Tr/T1+Ts1/2T1−exp(−Tr/T1)}ρ
として、第1のエコーでは
Mo・exp(−Ts1/T2)
第2のエコーでは
Mo・exp(Ts1/T2−Ts2/T2)
で表わされる。ただし、Ts1は90°パルス印加から
第1のエコー信号のピーク時までの時間、Ts2は
第1のエコー信号のピーク時から第32のエコー信
号のピーク時までの時間である。 In Figure 4, the application of the gradient magnetic field is omitted, but in the SRSE method, each view is
This shows the pulse sequence for the SRSE method in which 180° pulses are applied twice.
The theoretical formula for signal strength in this case is M 0 = C SR2SE {1-2exp(T r /T 1 +T s1 /T 1 +T s2 /2T 1 ) + 2
・exp(−T r /T 1 +T s1 /2T 1 −exp(−T r /T 1 )}ρ, in the first echo Mo exp(−T s1 /T 2 ) In the second echo Mo・It is expressed as exp(T s1 /T 2 −T s2 /T 2 ). However, T s1 is the time from the application of the 90° pulse to the peak of the first echo signal, and T s2 is the time of the first echo signal. This is the time from the peak time to the peak time of the 32nd echo signal.
ここで、CSR2SEはスライスの影響を表わす係数
で、T1/Trの関数である。例えば、ガウシアン
90°パルスを用いれば、CSR2SEは次式で表わせ得
る。 Here, C SR2SE is a coefficient representing the influence of slicing and is a function of T 1 /T r . For example, Gaussian
Using a 90° pulse, C SR2SE can be expressed as:
0.2<T1/Tr<10.0で
CSR2SE=−2.4203E−5(T1/Tr)5+5.6861E−4(T1
/Tr)4−3.6523E−3(T1/Tr)3
−1.0071E−2(T1/Tr)2+3.2162E−2(T1/Tr)
+0.9178
そして、SRSE法により1画像、SR2SE法によ
り2画像撮像(1スキヤンで2画像が得られる)
した3画像より計算画像を求めるものとすると、
このときのスキヤンパラメータは全スキヤンタイ
ムを約300sec、ビユー数を127とすれば、次のよ
うに定めるのがよい。 C SR2SE = −2.4203E−5( T 1 / T r ) 5 +5.6861E−4(T 1
/T r ) 4 -3.6523E-3 (T 1 /T r ) 3 -1.0071E-2 (T 1 /T r ) 2 +3.2162E-2 (T 1 /T r )
+0.9178 Then, one image is captured using the SRSE method and two images are captured using the SR2SE method (two images are obtained in one scan).
Assuming that the calculated image is obtained from the three images,
The scan parameters at this time should be determined as follows, assuming that the total scan time is approximately 300 seconds and the number of views is 127.
<> SRSE法では
Tr=0.34sec
Ts=0.031sec
n=2
<> SR2SE法では
Tr=1.38sec
T=0.021sec
T=0.09sec
n=1
画像の枚数や撮像方法については前記実施例の
場合に同じてある。<> For the SRSE method, T r = 0.34 sec T s = 0.031 sec n = 2 <> For the SR2SE method, T r = 1.38 sec T = 0.021 sec T = 0.09 sec n = 1 The number of images and the imaging method are as described in the above embodiment. The same is true in the case of
このSRSE法、SR2SE法併用の方式では、前記
SRSE法のみの場合の効果の他に、マルチエコー
を用いているため1スキヤンで複数の画像が得ら
れ、全スキヤン時間が短くできるという効果があ
る。 In this method of combining SRSE method and SR2SE method,
In addition to the effect of using only the SRSE method, since multiple echoes are used, multiple images can be obtained in one scan, which has the effect of shortening the total scan time.
第5図は他のパルスシーケンスを示す図であ
る。図は勾配磁気の印加の様子を省略してある
が、180°パルス印加後にフアーストリカバリ用の
90°パルスを印加し次のシーケンスに移行するま
での待ち時間を短縮するようにしたパルスシーケ
ンスである(FRSE法と呼ぶ)。この場合の理論
式は
exp(−Ts1/T2)1−exp(−Td
/T1)/1−exp(−Td/T1−Ts1/T2−Ts2/T2)ρ
で表わされる。ただし、Ts1は90°パルス印加から
エコー信号のピーク時までの時間、Ts2はエコー
信号のピーク時からフアーストリカバリ用の90°
パルス印加までの時間、Tdはこの90°パルスから
次のシーケンスの90°パルスまでの時間である。 FIG. 5 is a diagram showing another pulse sequence. The diagram omits the application of gradient magnetism, but after applying the 180° pulse,
This is a pulse sequence that shortens the waiting time between applying a 90° pulse and moving on to the next sequence (called the FRSE method). The theoretical formula in this case is exp(−T s1 /T 2 )1−exp(−T d
/T 1 )/1−exp(−T d /T 1 −T s1 /T 2 −T s2 /T 2 )ρ. However, T s1 is the time from 90° pulse application to the peak of the echo signal, and T s2 is the time from the peak of the echo signal to 90° for fast recovery.
The time to pulse application, T d is the time from this 90° pulse to the next sequence of 90° pulses.
そして、3画像より計算画像を求めるが、その
ときのスキヤンパラメータは、全スキヤンタイム
を約300sec、ビユー数を127とすれば、次のよう
に定めるのがよい。 Then, a calculated image is obtained from the three images, and the scan parameters at this time are preferably determined as follows, assuming that the total scan time is approximately 300 seconds and the number of views is 127.
<> Tr=0.14sec
Ts1=Ts2=0.023sec
n=4
<> Tr=0.74sec
Ts1=Ts2=0.016sec
n=1
<> Tr=1.18sec
Ts1=0.099sec
Ts2=0.031sec
n=1
画像の枚数や撮像方法については前記実施例の
場合に同じである。<> T r =0.14sec T s1 =T s2 =0.023sec n=4 <> T r =0.74sec T s1 =T s2 =0.016sec n=1 <> T r =1.18sec T s1 =0.099sec T s2 =0.031sec n=1 The number of images and the imaging method are the same as in the previous embodiment.
また、第10図は更に他のパルスシーケンスを
示す図で、第5図に示すFRSE法において各ビユ
ーごとに180°パルスを1回多く加え、エコー信号
を2組ずつ採取できるようにしたFR2SE法であ
る。計算画像はこのFR2SE法による2画像と、
第5図に示すFRSE法による1画像より求める。 In addition, Figure 10 is a diagram showing still another pulse sequence, which is the FR2SE method in which one more 180° pulse is added for each view in the FRSE method shown in Figure 5, making it possible to collect two sets of echo signals each. It is. The calculation images are two images obtained by this FR2SE method, and
It is determined from one image using the FRSE method shown in Figure 5.
FR2SE法の信号強度の理論式は、M0を
M0=1−exp(−Td/T1)/1−e
xp−(−Td/T1−Ts1/T2−Ts2/T2−Ts3/T2)ρ
として、第1エコーでは、
Mo・exp(−Ts1/T2)
第2エコーでは
Mo・exp(−Ts1/T2−Ts2/T2)
で表わされる。 The theoretical formula for the signal strength of the FR2SE method is M 0 = 1-exp(-T d /T 1 )/1-e
As xp−(−T d /T 1 −T s1 /T 2 −T s2 /T 2 −T s3 /T 2 )ρ, for the first echo, Mo・exp(−T s1 /T 2 ) for the second echo Then, it is expressed as Mo・exp(−T s1 /T 2 −T s2 /T 2 ).
FRSE法による1画像とFR2SE法による2画像
からの計算画像を求めるときのスキヤンパラメー
タは、全スキヤンタイムを約300sec、ビユー数を
127とすれば、次のように定めるのがよい。 The scan parameters when calculating a calculated image from one image using the FRSE method and two images using the FR2SE method are as follows: total scan time is approximately 300 seconds, and the number of views is approximately 300 seconds.
127, it would be better to define it as follows.
<> FRSE法では
Tr=0.14sec
Ts1=0.026sec
Ts2=0.026sec
n=4
<> FR2SE法では
Tr=1.62sec
Ts1=0.021sec
Ts2=0.081sec
Ts3=0.031sec
n=1
また、第4図に示すSR2SE法による2画像と、
第7図に示すIRSE法による1画像より計算画像
を求める場合について次に述べる。<> For FRSE method, T r =0.14sec T s1 =0.026sec T s2 =0.026sec n=4 <> For FR2SE method, T r =1.62sec T s1 =0.021sec T s2 =0.081sec T s3 =0.031sec n= 1 In addition, two images obtained by the SR2SE method shown in Fig. 4,
The case where a calculated image is obtained from one image using the IRSE method shown in FIG. 7 will be described next.
IRSE法の信号強度の理論式は、
CIRSE・exp(−Ts/T2){1−2・exp(−Td/T1)
+2・exp(Tr/T1+Ts/2T1)−exp(Tr/T1)}・ρ
で表わされる。 The theoretical formula for the signal strength of the IRSE method is C IRSE・exp(−T s /T 2 ){1−2・exp(−T d /T 1 )
+2·exp(T r /T 1 +T s /2T 1 )−exp(T r /T 1 )}·ρ.
ここで、CIRSEはスライスの影響を表わす係数
で、T1/Trの関数であり、CIRSE=CSR2SEである。 Here, C IRSE is a coefficient representing the influence of slicing, and is a function of T 1 /T r , and C IRSE = C SR2SE .
IRSE法による1画像とSR2SE法による2画像
から計算画像を求めるときのスキヤンパラメータ
は、全スキヤンタイムを約300sec、ビユー数を
127とすれば、次のように定めるのがよい。 The scan parameters when calculating a calculated image from one image using the IRSE method and two images using the SR2SE method are as follows: the total scan time is approximately 300 seconds, and the number of views is approximately 300 seconds.
127, it would be better to define it as follows.
<> FRSE法では
Tr=1.2sec
Td=0.23sec
Ts=0.031sec
n=1
<> SR2SE法では
Tr=0.6sec
Ts1=0.018sec
Ts2=0.089sec
n=2
また、IRSE法による1画像とFR2SE法による
2画像から計算画像を求めるときのスキヤンパラ
メータは、全スキヤンタイムを約300sec、ビユー
数を127とすれば、次のように定めるのがよい。<> For the FRSE method, T r = 1.2 sec T d = 0.23 sec T s = 0.031 sec n = 1 <> For the SR2SE method, T r = 0.6 sec T s1 = 0.018 sec T s2 = 0.089 sec n = 2 The scan parameters when calculating a calculated image from one image according to the method and two images according to the FR2SE method should be determined as follows, assuming that the total scan time is about 300 seconds and the number of views is 127.
<> IRSE法では
Tr=1.16sec
Td=0.221sec
Ts=0.031sec
n=1
<> FR2SE法では
Tr=0.82sec
Ts1=0.018sec
Ts2=0.092sec
Ts3=0.031sec
n=2
このIRSE法のパルスシーケンスを用いる方式
では、IRSE法を用いているために特にT1の標準
偏差を小さくすることができるという効果があ
る。<> For the IRSE method, T r = 1.16 sec T d = 0.221 sec T s = 0.031 sec n = 1 <> For the FR2SE method, T r = 0.82 sec T s1 = 0.018 sec T s2 = 0.092 sec T s3 = 0.031 sec n = 2 This method using the pulse sequence of the IRSE method has the advantage that the standard deviation of T 1 can be particularly reduced because the IRSE method is used.
以上のようにして緩和時間像やプロトン密度像
を正確に求めることができる。 In the manner described above, relaxation time images and proton density images can be obtained accurately.
(発明の効果)
以上説明したように、本発明によれば、次のよ
うな効果がある。(Effects of the Invention) As explained above, the present invention has the following effects.
近似式を用いていないため正確な値を求める
ことができる。 Since no approximation formula is used, accurate values can be obtained.
理論式同士の演算により、T1、T2、ρを消
去することなく求められるので、T1、T2、ρ
の計算画像が同時に得られる。 T 1 , T 2 , ρ can be calculated without eliminating them by calculating the theoretical formulas, so T 1 , T 2 , ρ
calculation images can be obtained at the same time.
計算画像の評価から最適なスキヤンパラメー
タが求まり、与えられた条件(全スキヤンタイ
ム)下で最良の計算画像を求めることができ
る。 The optimum scan parameters are determined from the evaluation of the calculated image, and the best calculated image can be obtained under the given conditions (total scan time).
用いる画像数を多くすれば広いT1、T2の範
囲で分散を小さくすることができる。 By increasing the number of images used, the dispersion can be reduced over a wide range of T 1 and T 2 .
第1図は本発明に係るNMR画像装置の一実施
例を示す要部構成図、第2図および第4図ないし
第9図はパルスシーケンスの一例を示す図、第3
図は計算処理のフローを示す図である。
1……マグネツトアセンブリ、2……主磁場コ
イル、3……勾配磁場コイル、4……RF送信コ
イル、5……受信用コイル、11……コンピユー
タ、12……表示器、13……コントローラ、1
4……勾配磁場制御回路、15……静磁場制御回
路、16……高周波発振器、17……ゲート変調
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 main parts showing an embodiment of an NMR imaging device according to the present invention, FIG. 2 and FIGS. 4 to 9 are diagrams showing an example of a pulse sequence, and FIG.
The figure is a diagram showing the flow of calculation processing. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Magnet assembly, 2... Main magnetic field coil, 3... Gradient magnetic field coil, 4... RF transmitting coil, 5... Receiving coil, 11... Computer, 12... Display, 13... Controller ,1
4... Gradient magnetic field control circuit, 15... Static magnetic field control circuit, 16... High frequency oscillator, 17... Gate modulation circuit, 18... Power amplifier, 19... Preamplifier, 20... Phase detection circuit, 21... Waveform memory.
Claims (1)
核磁気共鳴信号を発生させ、この信号を用いて対
象物の組織に関する画像を得るようにした核磁気
共鳴画像装置において、 少なくとも緩和時間(T1、T2)又はプロトン
密度(ρ)のいずれか一つに関する計算画像を得
るための下記(イ)ないし(ト)の機能を有する制御手段
を具備したことを特徴とする核磁気共鳴画像装
置。 記 (イ) 使用するパルスシーケンスを決定し、そのパ
ルスシーケンスにおける信号強度の理論式を得
る。 (ロ) 前記信号強度の理論式と、スキヤンパラメー
タと、緩和時間(T1、T2)と、プロトン密度
(ρ)および原画像の分散から、計算画像の分
散または標準偏差またはそれらの重み付けされ
た和で定義される評価関数を、誤差伝播の法則
を用いて、前記スキヤンパラメータの関数とし
て求める。 (ハ) 前記(ロ)で求められた計算画像の評価関数が最
良となるスキヤンパラメータを新たに求める。 (ニ) 前記(ハ)で求められた新たなスキヤンパラメー
タで撮像する。 (ホ) 前記(ニ)の撮像での信号から新たに原画像を得
る。 (ヘ) 前記(ホ)で得た新たな原画像と、前記スキヤン
条件に関連した各画像の信号強度の理論式とを
用いて、反復補正最小2乗法により、画像化す
る画像の種類に応じて緩和時間(T1、T2)又
はプロトン密度(ρ)の値を求める。 (ト) 前記(ヘ)で求められた値から、少なくともT1、
T2、ρのいずれか一つに関する計算画像を求
める。 2 前記制御手段は、SRSE法における3画像か
らT1、T2、ρ計算画像を求める場合、信号強度
の理論式および撮像に適用する前記スキヤンパラ
メータの値として、次の式および値を用いるよう
にしたことを特徴とする請求項1に記載の核磁気
共鳴画像装置。 記 理論式として CSRSE・exp(−Ts/T2) ×{1−2・exp(−Tr/T1 +Ts/(2T1)) +exp(−Tr/T1)}・ρ CSRSEはスライスの影響を表わす係数 スキヤンパラメータとして (1) Tr=0.3sec Ts=0.022sec (2) Tr=1.28sec Ts=0.025sec (3) Tr=0.64sec Ts=0.109sec (1)、(2)、(3)を1.4:1:1の割合で平均する。 ただし、 Tr:1ビユー間の時間 Ts:90°パルスからエコー信号の中心までの時
間。 3 前記制御手段は、SRSE法およびSR2SE法に
おける3画像からT1、T2、ρ計算画像を求める
場合、信号強度の理論式および撮像に適用するス
キヤンパラメータの値として、次の式および値を
用いるようにしたことを特徴とする請求項1に記
載の核磁気共鳴画像装置。 記 理論式として SRSE法では CSRSE・exp(−Ts/T2) ×{1−2・exp(−Tr/T1 +Ts/(2T1)) +exp(−Tr/T1)}・ρ SR2SE法では M0=CSR2SE{1−2・exp(−Tr/T1 +Ts1/T1+Ts2/(2T1)) +2exp(−Tr/T1 +Ts1/(2T1) −exp(−Tr/T1)}・ρ として、第1エコーについては M0exp(−Ts1/T2−Ts2/T2) ただし、CSRSE、CSR2SEはスライスの影響を表
わす係数。 スキヤンパラメータとして (1) SRSE法では Tr=0.34sec Ts=0.031sec (2) SR2SE法では Tr=1.38sec Ts1=0.021sec Ts2=0.09sec (1)、(2)を1.8:1の割合で平均する。 ただし、 Tr:1ビユー間の時間 Ts1:90°パルス印加から第1のエコー信号のピ
ーク時までの時間。 Ts2:第1のエコー信号のピーク時から第2の
エコー信号のピーク時までの時間。 4 前記制御手段は、FRSE法における3画像か
らT1、T2、ρ計算画像を求める場合、信号強度
の理論式および撮像に適用するスキヤンパラメー
タの値として、次の式および値を用いるようにし
たことを特徴とする請求項1に記載の核磁気共鳴
画像装置。 記 理論式として exp(−Ts1/T2) ×{1−exp(−Td/T1)}ρ/{1 −exp(−Td/T1−Ts1/T2 −Ts2/T2)} スキヤンパラメータとして (1) Tr=0.14sec Ts1T=s2=0.023sec (2) Tr=0.74sec Ts1=Ts2=0.016sec (3) Tr=1.18sec Ts1=0.099sec Ts2=0.031sec (1)、(2)、(3)を3.4:1:1の割合で平均する。 ただし、 Tr:1ビユー間の時間 Ts1:90°パルス印加から第1のエコー信号のピ
ーク時までの時間。 Ts2:第1のエコー信号のピーク時から第2の
エコー信号のピーク時までの時間。 5 前記制御手段は、FRSE法およびFR2SE法に
おける3画像からT1、T2、ρ計算画像を求める
場合、信号強度の理論式および撮像に適用するス
キヤンパラメータの値として、次の式および値を
用いるようにしたことを特徴とする請求項1に記
載の核磁気共鳴画像装置。 記 理論式として FRSE法では exp(−Ts1/T2) ×{1−exp(−Td/T1)}ρ/{1 −exp(Td/T1−Ts1/T2 −Ts2/T2)} FR2SE法では M0={1−exp(−Td/T1)}/{1 −exp(−Td/T1−Ts1/T2 −Ts2/T2−Ts3/T2)} として、第1エコーについては M0exp(−Ts1/T2) 第2エコーについては M0exp(−Ts1/T2−Ts2/T2) スキヤンパラメータとして (1) FRSE法では Tr=0.16sec Ts1=Ts2=0.026sec (2) FR2SE法では Tr=1.62sec Ts1=0.021sec Ts2=0.081sec Ts3=0.031sec (1)、(2)を3.8:1の割合で平均する。 ただし、 Tr:1ビユー間の時間 Ts1:90°パルス印加から第1のエコー信号のピ
ーク時までの時間。 Ts2:第1のエコー信号のピーク時から第2の
エコー信号のピーク時までの時間 Ts3:第2のエコー信号のピーク時から第2の
90°パルスまでの時間。 6 前記制御手段は、IRSE法およびSR2SE法に
おける3画像からT1、T2、ρ計算画像を求める
場合、信号強度の理論式および撮像に適用するス
キヤンパラメータの値として、次の式および値を
用いるようにしたことを特徴とする請求項1に記
載の核磁気共鳴画像装置。 記 理論式として IRSE法では CIRSE・exp(−Ts/T2) ×{1−2・exp(−Td/T1 +2exp(−Tr/T1 +Ts/(2T1)) −exp(−Tr/T1)}・ρ SR2SE法では M0=CSR2SE{1−2・exp(−Tr/T1 +Ts1/T1+Ts2/(2T1)) +2exp(−Tr/T1 +Ts1/(2T1) −exp(−Tr/T1)}・ρ として、第1エコーについては M0exp(−Ts1/T2) 第2エコーについては M0exp(−Ts1/T2−Ts2/T2) ただし、CIRSE、CSR2SEはスライスの影響を表
わす係数 スキヤンパラメータとして (1) IRSE法では Tr=1.2sec Td=0.23sec Ts=0.031sec (2) SR2SE法では Tr=0.6sec Ts1=0.018sec Ts2=0.089sec (1)、(2)を1:1.9の割合で平均する。 ただし、 Tr:1ビユー間の時間 Td:インバージヨンリカバリ用パルス印加か
ら90°パルスまでの時間 Ts:90°パルス印加からエコー信号のピーク時
までの時間 TS1:90°パルス印加から第1のエコー信号のピ
ーク時までの時間 TS2:第1のエコー信号のピーク時から第2の
エコー信号のピーク時までの時間。 7 前記制御手段は、IRSE法およびFR2SE法に
おける3画像からT1、T2、ρ計算画像を求める
場合、信号強度の理論式および撮像に適用するス
キヤンパラメータの値として、次の式および値を
用いるようにしたことを特徴とする請求項1に記
載の核磁気共鳴画像装置。 記 理論式として IRSE法では CIRSE・exp(−Ts/T2) ×{1−2・exp(−Td/T1 +2exp(−Tr/T1 +Ts/(2T1)) −exp(−Tr/T1)}・ρ FR2SE法では M0={1−exp(−Td/T1}ρ/{1 −exp(−Td/T1−Ts1/T2 −Ts2/T2−Ts3/T2)} として、第1エコーについては M0exp(−Ts1/T2) 第2エコーについては M0exp(−Ts1/T2−Ts2/T2) スキヤンパラメータとして (1) IRSE法では Tr=1.16sec Td=0.221sec Ts=0.031sec (2) FR2SE法では Tr=0.82sec Ts1=0.018sec Ts2=0.092sec Ts3=0.031sec (1)、(2)を1:1.4の割合で平均する。 ただし、 Tr:1ビユー間の時間 Td:インバージヨンリカバリ用パルス印加か
ら90°パルスまでの時間 TS1:90°パルス印加から第1のエコー信号のピ
ーク時までの時間 TS2:第1のエコー信号のピーク時から第2の
エコー信号のピーク時までの時間 TS3:第2のエコー信号のピーク時から第2の
90°パルスまでの時間。[Scope of Claims] 1. A nuclear magnetic resonance imaging apparatus that applies high-frequency pulses and a magnetic field to an object to generate nuclear magnetic resonance signals, and uses these signals to obtain an image of the tissue of the object, comprising at least A nucleus characterized by being equipped with a control means having the following functions (a) to (g) for obtaining a calculated image regarding either relaxation time (T 1 , T 2 ) or proton density (ρ) Magnetic resonance imaging device. (a) Determine the pulse sequence to be used and obtain the theoretical formula for the signal strength in that pulse sequence. (b) From the theoretical formula for the signal strength, scan parameters, relaxation times (T 1 , T 2 ), proton density (ρ), and original image variance, calculate the variance or standard deviation of the calculated image or their weighted values. An evaluation function defined by the sum of the scan parameters is obtained as a function of the scan parameters using the law of error propagation. (c) Newly find scan parameters that give the best evaluation function for the calculated image found in (b) above. (d) Imaging is performed using the new scan parameters determined in (c) above. (e) Obtain a new original image from the signal obtained in imaging in (d) above. (F) Using the new original image obtained in (E) above and the theoretical formula for the signal strength of each image related to the scan conditions, it is calculated according to the type of image to be imaged using the iteratively corrected least squares method. to find the value of relaxation time (T 1 , T 2 ) or proton density (ρ). (g) From the values obtained in (f) above, at least T 1 ,
A calculation image regarding either T 2 or ρ is obtained. 2. When obtaining T 1 , T 2 , and ρ calculation images from the three images in the SRSE method, the control means uses the following formula and value as the theoretical formula for signal strength and the value of the scan parameter applied to imaging. The nuclear magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, characterized in that: Note: The theoretical formula is C SRSE・exp(−T s /T 2 ) × {1−2・exp(−T r /T 1 +T s /(2T 1 )) +exp(−T r /T 1 )}・ρ C SRSE is a coefficient representing the influence of slices. As scan parameters: (1) T r = 0.3 sec T s = 0.022 sec (2) T r = 1.28 sec T s = 0.025 sec (3) T r = 0.64 sec T s = 0.109 Average sec (1), (2), and (3) at a ratio of 1.4:1:1. However, T r : Time between one view T s : Time from the 90° pulse to the center of the echo signal. 3. When obtaining the T 1 , T 2 , and ρ calculation images from the three images in the SRSE method and the SR2SE method, the control means uses the following formula and value as the theoretical formula for signal strength and the value of the scan parameter applied to imaging. 2. The nuclear magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the nuclear magnetic resonance imaging apparatus is used as a nuclear magnetic resonance imaging apparatus. As a theoretical formula, in the SRSE method, C SRSE・exp(−T s /T 2 )×{1−2・exp(−T r /T 1 +T s /(2T 1 )) +exp(−T r /T 1 ) }・ρ In the SR2SE method, M 0 =C SR2SE {1−2・exp(−T r /T 1 +T s1 /T 1 +T s2 /(2T 1 )) +2exp(−T r /T 1 +T s1 /(2T 1 ) −exp(−T r /T 1 )}・ρ, and for the first echo, M 0 exp(−T s1 /T 2 −T s2 /T 2 ) However, C SRSE and C SR2SE are affected by the slice. A coefficient representing the scan parameters: (1) For the SRSE method, T r = 0.34 sec T s = 0.031 sec (2) For the SR2SE method, T r = 1.38 sec T s1 = 0.021 sec T s2 = 0.09 sec (1), (2 ) at a ratio of 1.8:1. However, T r : Time between 1 views T s1 : Time from application of 90° pulse to the peak of the first echo signal. T s2 : Time of the first echo signal The time from the peak time to the peak time of the second echo signal. 4. The control means applies the theoretical formula of signal strength and imaging when obtaining T 1 , T 2 , and ρ calculation images from three images in the FRSE method. The nuclear magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, characterized in that the following formula and value are used as the value of the scan parameter.The theoretical formula is exp( -Ts1 / T2 ) x {1- exp(−T d /T 1 )}ρ/{1 −exp(−T d /T 1 −T s1 /T 2 −T s2 /T 2 )} As scan parameter (1) T r =0.14sec T s1 T = s2 = 0.023sec (2) Tr = 0.74sec T s1 = T s2 = 0.016sec (3) Tr = 1.18sec T s1 = 0.099sec T s2 = 0.031sec (1), (2), (3) are averaged at a ratio of 3.4:1:1. However, T r : Time between 1 views T s1 : Time from 90° pulse application to the peak of the first echo signal. T s2 : First echo signal from the peak time of the second echo signal to the peak time of the second echo signal. 5. When obtaining the T 1 , T 2 , and ρ calculation images from the three images in the FRSE method and the FR2SE method, the control means uses the theoretical formula of the signal strength and 2. The nuclear magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the following equation and value are used as values of scan parameters applied to imaging. As a theoretical formula, in the FRSE method, exp(−T s1 /T 2 ) × {1−exp(−T d /T 1 )}ρ/{1 −exp(T d /T 1 −T s1 /T 2 −T s2 /T 2 )} In the FR2SE method, M 0 = {1−exp(−T d /T 1 )}/{1 −exp(−T d /T 1 −T s1 /T 2 −T s2 /T 2 − T s3 /T 2 )}, for the first echo M 0 exp (−T s1 /T 2 ) and for the second echo M 0 exp (−T s1 /T 2 −T s2 /T 2 ) as scan parameters. (1) For the FRSE method, T r = 0.16 sec T s1 = T s2 = 0.026 sec (2) For the FR2SE method, T r = 1.62 sec T s1 = 0.021 sec T s2 = 0.081 sec T s3 = 0.031 sec (1), ( 2) is averaged at a ratio of 3.8:1. However, T r : Time between 1 views T s1 : Time from application of 90° pulse to the peak of the first echo signal. T s2 : Time from the peak of the first echo signal to the peak of the second echo signal T s3 : Time from the peak of the second echo signal to the peak of the second echo signal
Time to 90° pulse. 6. When obtaining the T 1 , T 2 , and ρ calculation images from the three images in the IRSE method and the SR2SE method, the control means uses the following formula and value as the theoretical formula for signal strength and the value of the scan parameter applied to imaging. The nuclear magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the nuclear magnetic resonance imaging apparatus is used as a nuclear magnetic resonance imaging apparatus. As a theoretical formula, in the IRSE method, C IRSE・exp(−T s /T 2 ) × {1−2・exp(−T d /T 1 +2exp(−T r /T 1 +T s /(2T 1 )) − exp(−T r /T 1 )}・ρ In the SR2SE method, M 0 =C SR2SE {1−2・exp(−T r /T 1 +T s1 /T 1 +T s2 /(2T 1 )) +2exp(−T r / T 1 + T s1 / (2T 1 ) −exp (−T r /T 1 )}・ρ, for the first echo M 0 exp (−T s1 /T 2 ) for the second echo M 0 exp (−T s1 /T 2 −T s2 /T 2 ) However, C IRSE and C SR2SE are coefficients representing the influence of slices. As scan parameters, (1) In the IRSE method, T r = 1.2 sec T d = 0.23 sec T s = 0.031sec (2) In the SR2SE method, T r = 0.6 sec T s1 = 0.018 sec T s2 = 0.089 sec (1) and (2) are averaged at a ratio of 1:1.9. However, T r : Time between 1 view T d : Time from application of inversion recovery pulse to 90° pulse T s : Time from application of 90° pulse to peak of echo signal T S1 : Time from application of 90° pulse to peak of first echo signal Time T S2 : Time from the peak time of the first echo signal to the peak time of the second echo signal. 7 The control means calculates the T 1 , T 2 , and ρ calculation images from the three images in the IRSE method and the FR2SE method. 2. The nuclear magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the following formula and value are used as the theoretical formula for the signal intensity and the value of the scan parameter applied to imaging when calculating. In the IRSE method, CIRSE・exp(−T s /T 2 ) × {1−2・exp(−T d /T 1 +2exp(−T r /T 1 +T s /(2T 1 )) −exp(−T r /T 1 )}・ρ In the FR2SE method, M 0 = {1−exp(−T d /T 1 }ρ/{1 −exp(−T d /T 1 −T s1 /T 2 −T s2 /T 2 −T s3 /T 2 )}, the first echo is M 0 exp (−T s1 /T 2 ) and the second echo is M 0 exp (−T s1 /T 2 −T s2 /T 2 ) scan. The parameters are (1) In the IRSE method, T r = 1.16 sec T d = 0.221 sec T s = 0.031 sec (2) In the FR2SE method, T r = 0.82 sec T s1 = 0.018 sec T s2 = 0.092 sec T s3 = 0.031 sec ( Average 1) and (2) at a ratio of 1:1.4. However, T r : Time between 1 views T d : Time from application of inversion recovery pulse to 90° pulse T S1 : Time from application of 90° pulse to the peak of the first echo signal T S2 : First Time from the peak of the second echo signal to the peak of the second echo signal T S3 : Time from the peak of the second echo signal to the peak of the second echo signal
Time to 90° pulse.
Priority Applications (4)
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| JP60044158A JPS61202286A (en) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | Nuclear magnetic resonance image device |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60044158A JPS61202286A (en) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | Nuclear magnetic resonance image device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61202286A JPS61202286A (en) | 1986-09-08 |
| JPH0322771B2 true JPH0322771B2 (en) | 1991-03-27 |
Family
ID=12683803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60044158A Granted JPS61202286A (en) | 1985-02-27 | 1985-03-06 | Nuclear magnetic resonance image device |
Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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| DE102012212376B3 (en) * | 2012-03-20 | 2013-08-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for determining activation sequence (AS) for magnetic resonance system, involves determining high frequency pulse train for k-space trajectory in high frequency (HF)-pulse optimization process |
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-
1985
- 1985-03-06 JP JP60044158A patent/JPS61202286A/en active Granted
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| JPS61202286A (en) | 1986-09-08 |
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