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JPH0322775B2 - - Google Patents
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JPH0322775B2 - - Google Patents

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JPH0322775B2
JPH0322775B2 JP60097314A JP9731485A JPH0322775B2 JP H0322775 B2 JPH0322775 B2 JP H0322775B2 JP 60097314 A JP60097314 A JP 60097314A JP 9731485 A JP9731485 A JP 9731485A JP H0322775 B2 JPH0322775 B2 JP H0322775B2
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JP
Japan
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magnetic field
static magnetic
pulse sequence
magnetic resonance
region
Prior art date
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JP60097314A
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Japanese (ja)
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JPS61254839A (en
Inventor
Masahiko Hatanaka
Fumitoshi Kojima
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0322775B2 publication Critical patent/JPH0322775B2/ja
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/36Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
    • G01R33/3607RF waveform generators, e.g. frequency generators, amplitude-, frequency- or phase modulators or shifters, pulse programmers, digital to analog converters for the RF signal, means for filtering or attenuating of the RF signal

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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は磁気共鳴(以下「MR」と称する)現
象を用いて被検体中に存在する或る特定の原子核
のスピン密度、および緩和時(間)定数等の反映
された画像を得る例えば診断用MR装置のごとき
MRイメージング装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Technical Field of the Invention] The present invention uses the magnetic resonance (hereinafter referred to as "MR") phenomenon to determine the spin density and relaxation time (relaxation time) of a specific atomic nucleus present in a specimen. ) Obtain images that reflect constants, etc. For example, in a diagnostic MR device
This relates to an MR imaging device.

[発明の技術的背景] 例えば診断用MR装置では、被検体の或る特定
の位置における断層像(断層面における特定原子
核の例えばスピン密度分布像)を次のようにして
得る。
[Technical Background of the Invention] For example, in a diagnostic MR apparatus, a tomographic image (for example, a spin density distribution image of a specific atomic nucleus on a tomographic plane) at a certain position of a subject is obtained as follows.

第1図に示すように、被検体Pに対して図示Z
軸方向に沿う非常に均一な静磁場H0を作用させ、
さらに一対の傾斜磁場コイル1A,1Bにより静
磁場H0にZ軸方向についての線型磁場勾配Gzを
付加する。静磁場H0に対して特定原子核は次式
で示される角周波数ω0で共鳴する。
As shown in FIG.
Applying a very uniform static magnetic field H 0 along the axial direction,
Furthermore, a linear magnetic field gradient Gz in the Z-axis direction is added to the static magnetic field H 0 by a pair of gradient magnetic field coils 1A and 1B. A specific atomic nucleus resonates with the static magnetic field H 0 at an angular frequency ω 0 expressed by the following equation.

ω0=γH0 ……(1) この(1)式において、γは磁気回転比であり原子
核の種類に固有するものである。そこでさらに、
特定の原子核のみを共鳴させる角周波数ω0の回
転磁場H1を一対の送信コイル2A,2Bを介し
て被検体Pに作用させる。このようにすると、磁
場勾配GzによりZ軸方向について選択選定され
る図示X−Y平面部分(Z軸に直角な平面状の部
分であるが現実にはある厚みをもつ)のみに選択
的にMR現象が生ずる。このMR現象は一対の受
信コイル3A,3Bを介して観測され、得られる
MR信号をフーリエ変換することにより、特定原
子核スピンの回転角周波数についての単一のスペ
クトルが得られる。断層像をコンピユータ断層
(CT)法により得るためにはスライス部分である
X−Y平面内の多方向についての投影像が必要で
ある。そのため、スライス部分を励起してMR現
象を生じさせた後、磁場H0にX−Y平面上の特
定方向に直線的な傾斜を持つ線型磁場勾配GXY
(図示していないコイル等により)作用させると、
被写体Pのスライス部分における等磁場線は磁場
勾配GXYの傾斜方向に直角な平行直線となり、こ
の各等磁場線上の特定原子核スピンの回転角周波
数が上記(1)式であらわされる。そこで、このよう
な状態で観測されるMR信号をフーリエ変換する
ことによつてスライス部分の磁場勾配GXY方向の
投影情報、すなわち上記等磁場線に平行な軸上へ
の投影情報(一次元像)を得る。このようにして
磁場勾配GXYをX−Y平面内で回転させ(この磁
場勾配GXYの回転は例えば2対の傾斜磁場コイル
を用い、X、Y各方向についての磁場勾配GX
GYの合成磁場として磁場勾配GXYを作り、上記磁
場勾配GX,GYの合成比率を変化させることによ
つて行う。)ることにより、上述と同様にしてX
−Y平面内の各方向への投影情報が得られ、これ
らの情報に基づく画像再構成処理によつて断層像
を得ることができる。
ω 0 =γH 0 ...(1) In this equation (1), γ is the gyromagnetic ratio and is unique to the type of atomic nucleus. So further,
A rotating magnetic field H 1 with an angular frequency ω 0 that causes only specific atomic nuclei to resonate is applied to the subject P via a pair of transmitting coils 2A and 2B. In this way, MR can be applied selectively to only the illustrated XY plane portion (a planar portion perpendicular to the Z axis, but actually has a certain thickness) that is selectively selected in the Z-axis direction by the magnetic field gradient Gz. A phenomenon occurs. This MR phenomenon is observed through a pair of receiving coils 3A and 3B, and the obtained
By Fourier transforming the MR signal, a single spectrum for the rotational angular frequency of a specific nuclear spin can be obtained. In order to obtain a tomographic image using a computer tomography (CT) method, projection images in multiple directions within the XY plane, which is a slice portion, are required. Therefore, after exciting the sliced portion to cause the MR phenomenon, a linear magnetic field gradient G XY having a linear gradient in a specific direction on the When it acts,
The isomagnetic field lines in the sliced portion of the object P are parallel straight lines perpendicular to the inclination direction of the magnetic field gradient G XY , and the rotational angular frequency of a specific nuclear spin on each of these isomagnetic field lines is expressed by the above equation (1). Therefore, by Fourier transforming the MR signal observed in such a state, the magnetic field gradient G of the slice part is projected in the XY direction, that is, the projection information on the axis parallel to the above-mentioned isomagnetic field lines (one-dimensional image ). In this way, the magnetic field gradient G XY is rotated in the X-Y plane (the rotation of the magnetic field gradient G
This is done by creating a magnetic field gradient G XY as a composite magnetic field of G Y and changing the composite ratio of the magnetic field gradients G X and G Y. ), X
- Projection information in each direction within the Y plane is obtained, and a tomographic image can be obtained by image reconstruction processing based on this information.

なお上述におけるMRの励起、MR信号の収集
およびこれらに伴なう磁場勾配の印加のシーケン
スについては種々のパターンがあり、上述ではそ
の基本的な一例を示したにすぎない。
Note that there are various patterns for the sequence of MR excitation, MR signal collection, and accompanying magnetic field gradient application described above, and the above is only one basic example.

ところで、この種の診断用MR装置において
は、一様静磁場H0の発生部その他のドリフト等
が避け難く、長時間にわたつて所定の共鳴条件を
維持するのが困難であり、このため時間の経過と
ともに共鳴条件からはずれてゆく傾向がある。こ
れによる共鳴周波数ω0のずれΔωが例えば従来の
装置の場合数kHzのオーダでずれるともはや共鳴
が生じなくなりMRの励起ができなくなる。ま
た、同様の場合において共鳴周波数ずれΔωが数
10Hz〜数100Hzのオーダでずれると、一応励起は
可能であるが、結果として得られる画像がぼけた
り、アーチフアクトガあらわれたりする。したが
つて、この種の装置においては上記ずれΔωを数
Hz以下におさえなければならない。
By the way, in this type of diagnostic MR device, it is difficult to avoid drifts in the uniform static magnetic field H 0 generation area and other parts, and it is difficult to maintain a predetermined resonance condition for a long time. There is a tendency to deviate from the resonance condition as time progresses. If the resulting deviation Δω of the resonance frequency ω 0 deviates by, for example, the order of several kHz in the case of a conventional device, resonance will no longer occur and MR excitation will no longer be possible. In addition, in a similar case, the resonant frequency shift Δω is several times
If the deviation is on the order of 10 Hz to several 100 Hz, excitation is possible, but the resulting image will be blurred or artifacts will appear. Therefore, in this type of device, the above deviation Δω is expressed as a number
Must be kept below Hz.

一般的に上記共鳴条件を合せる方法として次の
2つの方法が考えられる。
Generally, the following two methods can be considered as methods for matching the above resonance conditions.

(a) 静磁場H0を可変として調整する。(a) Adjust the static magnetic field H 0 as variable.

(b) 共鳴周波数ω0を可変として調整する。(b) Adjust the resonance frequency ω 0 as a variable.

そして、上記(b)の方法においては次のような問
題点がある。
The method (b) above has the following problems.

(イ) 周波数帯域を広くとるため、外乱によるノイ
ズをひろい易く、S/N(信号対雑音比)の劣
化のおそれがある。
(b) Since the frequency band is wide, it is easy to pick up noise due to disturbances, and there is a risk of deterioration of the S/N (signal-to-noise ratio).

(ロ) 送信受信関係の周波数帯域を変化するため、
送受信関係の回路定数を変えなければならな
い。
(b) To change the frequency band related to transmission and reception,
The circuit constants related to transmission and reception must be changed.

したがつて、この場合上記(a)の方法すなわち静
磁場H0を可変にする方法が上記(イ)、(ロ)の問題点
もなく、一応望ましいと考えられるので、ここで
はこの方法により上記共鳴条件を安定に維持する
ことを検討する。
Therefore, in this case, method (a) above, that is, a method of making the static magnetic field H 0 variable, does not have the problems of (a) and (b) above and is considered to be preferable. Consider maintaining stable resonance conditions.

このように静磁場H0を可変調整して、共鳴条
件のずれを補正する従来の方法としては、静磁場
H0のずれを検知するためのプローブを本来の
MR信号検出用とは別途に設け、このプローブに
よる補正のために設定した基準のデータにより該
プローブを用いて静磁場H0を補正する方法、あ
るいはやはり別途に設けた磁気センサにより静磁
場H0のずれを検知し静磁場H0を補正する方法が
あり、これらはいずれも画像を得るためのMR信
号データ収集処理(以下「画像データ収集処理」
と称する)を行なう前にのみ実行されていた。
The conventional method of variably adjusting the static magnetic field H 0 to correct for deviations in the resonance conditions is to
The probe for detecting H 0 deviation is
A method of correcting the static magnetic field H 0 using a probe that is provided separately from that for MR signal detection and using reference data set for correction by this probe, or a method of correcting the static magnetic field H 0 using a magnetic sensor that is also provided separately. There are methods to detect the deviation of the static magnetic field H 0 and correct the static magnetic field H
).

[背景技術の問題点] しかし乍ら、上記両方法においては、特別な外
部装置を付加する必要があり、また補正に要する
時間は信号の処理等に伴い必要以上に多くかかる
等の不都合があつた。これに対し発明者らは撮影
する被検体を利用することにより、特別な外部装
置を付加することなく、共鳴条件のずれを高精度
に補正し、常に共鳴条件を満足する状態でMR映
像の撮像が行え、結果的に常に空間分解能の高い
MR映像を得ることを可能とした技術を先に提案
した(特開昭59−200947号公報)。即ち、静磁場
に重畳して用いる傾斜磁場として撮像対象面に垂
直な方向についての傾斜磁場のみを用いて、MR
エコー信号を検出し、それをフーリエ変換して得
られる投影信号のピークを検出することにより、
周波数のずれΔωを検出して静磁場変換分ΔH0を ΔH0=Δω/γ ……(2) より算出し、この静磁場変動分ΔH0を静磁場電
源にフイードバツクすることにより静磁場H0
調整し周波数を合せること(以下このような制御
を「磁場ロツク」と称する)を行なう。
[Problems with the background art] However, both of the above methods require the addition of special external equipment, and there are disadvantages such as the time required for correction being longer than necessary due to signal processing, etc. Ta. In contrast, by using the subject to be imaged, the inventors were able to accurately correct the deviation in the resonance conditions without adding any special external equipment, and to capture MR images while always satisfying the resonance conditions. As a result, the spatial resolution is always high.
We previously proposed a technology that made it possible to obtain MR images (Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-200947). That is, by using only the gradient magnetic field in the direction perpendicular to the imaging target surface as the gradient magnetic field superimposed on the static magnetic field, MR
By detecting the echo signal and detecting the peak of the projection signal obtained by Fourier transforming it,
By detecting the frequency shift Δω and calculating the static magnetic field conversion part ΔH 0 from ΔH 0 =Δω/γ (2), and feeding back this static magnetic field fluctuation part ΔH 0 to the static magnetic field power supply, the static magnetic field H 0 (hereinafter, such control will be referred to as "magnetic field lock").

しかし乍、この方法の場合、静磁場H0の周波
数ずれが生じたとしても、画像データ収集処理中
には、静磁場電源を調整することによる補正はで
きなく、特に長時間の画像データ収集処理時には
問題であつた。
However, in this method, even if a frequency deviation of the static magnetic field H 0 occurs, it cannot be corrected by adjusting the static magnetic field power supply during the image data collection process, especially during the long image data collection process. Sometimes it was a problem.

[発明の目的] 本発明は、静磁場の空間的均一性を図ると共に
静磁場の当該局所領域における時間的均一性を図
つて、長時間の画像データ収集処理においても静
磁場H0の周波数のずれが生じなく、しかも特別
な外部装置を付加することなくして共鳴条件のず
れを高精度に補正し、常に共鳴条件を満足する状
態でMR映像の撮像が行え、結果的に常に空間分
解能の高いMR映像を得ることの可能なMRイメ
ージング装置を提供することを目的としている。
[Object of the Invention] The present invention aims to achieve spatial uniformity of the static magnetic field and temporal uniformity of the static magnetic field in the local area, and to reduce the frequency of the static magnetic field H 0 even during long-term image data collection processing. MR images can be captured while always satisfying the resonance conditions, with no deviations, and without adding any special external equipment. The purpose is to provide an MR imaging device that can obtain MR images.

[発明の概要] 本発明は、電磁コイル方式静磁場発生装置によ
り発生させた静磁場中に被検体を配置し、所定の
パルスシーケンスに従い信号収集のため傾斜磁場
および励起回転磁場を前記静磁場に重畳し、上記
被検体の予定断層面部分にMR現象を生じせし
め、誘起されたMR信号に基づき上記被検体の断
層面における或る特定の原子核のスピン密度分布
及び緩和時定数分布の少なくとも一方が反映され
た画像情報を得るMRイメージング装置におい
て、 予め撮影領域と異なる領域の共鳴周波数を得て
これを保持する手段と、 前記撮影領域のMR信号を収集するための第1
のパルスシーケンス及び前記撮影領域と異なる領
域のMR信号を収集するための第2パルスシーケ
ンスを動作させる手段と、 前記撮影領域のMR信号群を収集すべく前記第
1のパルスシーケンスを繰返して実行させると共
に当該第1のパルスシーケンスの繰返し実行間に
前記第2のパルスシーケンスを実行させる手段
と、 この手段の動作中に得られる前記第2のパルス
シーケンスの実行に伴う前記撮影領域と異なる領
域MR信号と前記予め保持された前記撮影領域と
異なる領域のMR信号とに基づき当該領域につい
ての共鳴周波数のずれを検出する手段と、 この手段により検出される共鳴周波数のずれに
基づき前記電磁コイル方式静磁場発生装置の電気
量を制御して当該静磁場発生装置より発生される
静磁場を調整する手段と、 を具備してなるMRイメージング装置であり、静
磁場の空間的均一性を図ると共に静磁場の当該局
所領域における時間的均一性を図ることを特徴と
する。
[Summary of the Invention] The present invention involves placing a subject in a static magnetic field generated by an electromagnetic coil type static magnetic field generator, and applying a gradient magnetic field and an excitation rotating magnetic field to the static magnetic field for signal collection according to a predetermined pulse sequence. superimpose the MR phenomenon on the intended tomographic plane of the object, and based on the induced MR signal, at least one of the spin density distribution and relaxation time constant distribution of a certain atomic nucleus on the tomographic plane of the object is determined. An MR imaging apparatus that obtains reflected image information includes means for obtaining and holding a resonance frequency of a region different from the imaging region in advance, and a first resonant frequency for collecting MR signals of the imaging region.
means for operating a second pulse sequence for collecting a pulse sequence of 1 and a MR signal of a region different from the imaging region; and a means for repeatedly executing the first pulse sequence to collect a group of MR signals of the imaging region. and a means for executing the second pulse sequence between repeated executions of the first pulse sequence, and an MR signal of a region different from the imaging region resulting from the execution of the second pulse sequence obtained during the operation of this means. and means for detecting a shift in resonance frequency for the region based on MR signals of a region different from the imaging region held in advance; A means for adjusting the static magnetic field generated by the static magnetic field generator by controlling the amount of electricity of the generator; It is characterized by achieving temporal uniformity in the local area.

[発明の実施例] 第2図に本発明の一実施例の構成を示す。[Embodiments of the invention] FIG. 2 shows the configuration of an embodiment of the present invention.

第2図において、4A,4Bは被検体Pに一様
な静磁場H0を印加するための電磁コイル方式静
磁場発生装置である空心磁場コイル系、5は断層
面に垂直な方向(断層面をX−Y平面とすればZ
軸方向)に磁場勾配Gzをもつ傾斜磁場を発生す
るための傾斜磁場コイル系、6は断層面方向(断
層面X−Y平面上の各方向)に磁場勾配GXY、ま
たは−GXYをもつ傾斜磁場を発生するための傾斜
磁場コイル系である。7は送受信用の高周波コイ
ル系、8はMRエコー受信信号の基準信号に対す
る同相成分(実部)と90°位相成分(虚部)とを
検波してMRエコー信号を得る(直角)二位相検
波方式の位相検波装置、9は角周波数ωの高周波
パルスからなる選択励起パルス(90°パルス)お
よび非選択励起パルス(180°パルス)を発生し高
周波コイル系7を介して送信する送信器、10は
位相検波装置8のMRエコー検波出力デイジタル
値に変換するA/D(アナログ−デイジタル)変
換器、11はA/D変換器10のMRエコーデー
タ出力を所定回数平均加算する加算器、12は加
算器11で平均加算されたMRエコーデータを高
速フーリエ変換する高速フーリエ変換器である。
13は静磁場H0を発生するため空心磁場コイル
系4A,4Bを励起する静磁場電源、14は磁場
ロツク動作時に高速フーリエ変換器12で得られ
た情報により静磁場電源13を制御する静磁場制
御器である。15は高速フーリエ変換器12の
(磁場ロツク動作時以外の)出力に基づき画像再
構成処理を行う画像再構成装置、16は画像再構
成装置15で得られた画像を表示するデイスプレ
イ装置、そして17は上記構成における各部の動
作タイミングを管理するタイミング制御系であ
る。
In Fig. 2, 4A and 4B are air-core magnetic field coil systems which are electromagnetic coil type static magnetic field generators for applying a uniform static magnetic field H0 to the subject P, and 5 is a direction perpendicular to the tomographic plane (the tomographic plane If is the X-Y plane, then Z
A gradient magnetic field coil system for generating a gradient magnetic field having a magnetic field gradient Gz in the axial direction), 6 has a magnetic field gradient G XY or -G XY in the fault plane direction (each direction on the fault plane X-Y plane) This is a gradient magnetic field coil system for generating gradient magnetic fields. 7 is a high-frequency coil system for transmitting and receiving, and 8 is a (quadrature) two-phase detection to obtain an MR echo signal by detecting the in-phase component (real part) and 90° phase component (imaginary part) of the MR echo received signal with respect to the reference signal. 9 is a transmitter that generates selective excitation pulses (90° pulses) and non-selective excitation pulses (180° pulses) consisting of high-frequency pulses with an angular frequency ω, and transmits them via a high-frequency coil system 7; 11 is an A/D (analog-digital) converter that converts the MR echo detection output of the phase detection device 8 into a digital value; 11 is an adder that averages the MR echo data output of the A/D converter 10 a predetermined number of times; This is a fast Fourier transformer that performs fast Fourier transform on the MR echo data averaged by the adder 11.
Reference numeral 13 denotes a static magnetic field power supply that excites the air-core magnetic field coil systems 4A and 4B to generate a static magnetic field H0 , and 14 a static magnetic field that controls the static magnetic field power supply 13 using information obtained by the fast Fourier transformer 12 during magnetic field lock operation. It is a controller. 15 is an image reconstruction device that performs image reconstruction processing based on the output of the fast Fourier transformer 12 (other than during magnetic field lock operation); 16 is a display device that displays the image obtained by the image reconstruction device 15; and 17 is a timing control system that manages the operation timing of each part in the above configuration.

次にこのような構成における作用を説明する。 Next, the operation in such a configuration will be explained.

まず、通常のMR映像の撮像の場合を第3図に
示すタイミングチヤートを参照しながら説明す
る。
First, the case of normal MR imaging will be described with reference to the timing chart shown in FIG.

この場合、最初に空心磁場コイル系4A,4B
を静磁場電源13により励起して、被検体Pに一
様な静磁場H0を印加する。次にこの状態で所要
とする断層面(X−Y平面)に垂直な方向(Z方
向)について磁場勾配Gzをもつ傾斜磁場を傾斜
磁場コイル5よつて一様な静磁場H0に所定時間
重畳し、同時に選択励起パルス(90°パルス)
SEPを送信器9から送受信用高周波コイル系7を
介して磁場内の被検体Pに印加する。これら磁場
勾配Gzと選択励起パルスSEPの印加を終了した
後、(静磁場H0は印加したまま)上記断層面に沿
う方向(X−Y平面上の所定方向)に磁場勾配
GXYをもつ傾斜磁場を傾斜磁場コイル系6により
静磁場H0に所定時間重畳する。この磁場勾配GXY
の印加終了後、(静磁場H0は依然として印加した
まま)磁場勾配Gzと選択励起パルス(180°パル
ス)SEPを送信器9から送受信用高周波コイル系
7及び傾斜磁場コイル系5を介して被検体Pに印
加し、さらに磁場勾配Gzを静磁場H0に所定時間
重畳し続ける。この磁場勾配Gzの印加終了後、
上記磁場勾配GXYをもつ傾斜磁場を傾斜磁場コイ
ル系6より静磁場H0に所定時間重畳しつつ送受
信用高周波コイル系7により被検体PからのMR
エコー信号を受信する。高周波コイル系7で受信
されたMRエコー信号を位相検波装置8で位相検
波し、このMRエコー信号の検波波形をA/D変
換器10でデイジタル値に変換して加算器11に
入力する。以後上述の動作を数回繰り返し、加算
器11でMRエコーデータの加算平均をとる。こ
こで、加算平均をとつているのはS/N向上のた
めである。こうして加算平均されたMRエコーデ
ータを高速フーリエ変換器12でフーリエ変換し
て第4図に示すようなプロジエクシヨンデータ
(投影データ)を得る。このプロジエクシヨンデ
ータを磁場勾配GXYの傾斜方向を変えて各方向に
ついて求め、これをもとに画像再構成装置15で
再構成処理を行つて画像化し、デイスプレイ装置
16により表示する。
In this case, first the air-core magnetic field coil systems 4A and 4B
is excited by the static magnetic field power supply 13 to apply a uniform static magnetic field H 0 to the subject P. Next, in this state, a gradient magnetic field having a magnetic field gradient Gz in the direction (Z direction) perpendicular to the desired tomographic plane (X-Y plane) is superimposed on the uniform static magnetic field H 0 for a predetermined time using the gradient magnetic field coil 5. and at the same time selective excitation pulse (90° pulse)
SEP is applied from the transmitter 9 to the subject P within the magnetic field via the high-frequency transmitting/receiving coil system 7. After completing the application of these magnetic field gradients Gz and selective excitation pulse SEP, the magnetic field gradient is applied in the direction along the above fault plane (predetermined direction on the X-Y plane) (with the static magnetic field H0 still applied).
A gradient magnetic field having G This magnetic field gradient G XY
After the application of , the magnetic field gradient Gz and the selective excitation pulse (180° pulse) SEP are transmitted from the transmitter 9 via the transmitting/receiving high frequency coil system 7 and the gradient magnetic field coil system 5 (with the static magnetic field H 0 still applied). The magnetic field gradient Gz is applied to the specimen P, and the magnetic field gradient Gz is continued to be superimposed on the static magnetic field H0 for a predetermined period of time. After applying this magnetic field gradient Gz,
While superimposing a gradient magnetic field having the above-mentioned magnetic field gradient G
Receive echo signals. The phase detection device 8 performs phase detection on the MR echo signal received by the high frequency coil system 7, and the detected waveform of this MR echo signal is converted into a digital value by the A/D converter 10 and input to the adder 11. Thereafter, the above-described operation is repeated several times, and the adder 11 averages the MR echo data. Here, the purpose of taking the additive average is to improve the S/N. The thus averaged MR echo data is Fourier-transformed by a fast Fourier transformer 12 to obtain projection data as shown in FIG. This projection data is obtained in each direction by changing the inclination direction of the magnetic field gradient G XY , and based on this data, the image reconstruction device 15 performs reconstruction processing to form an image, which is displayed on the display device 16 .

次に磁場ロツクの場合について説明する。 Next, the case of magnetic field lock will be explained.

磁場ロツクの場合は第5図に示すように通常の
撮像の場合のシーケンスから傾斜磁場コイル系6
による磁場勾配GXYの印加を除外したシーケンス
によりプロジエクシヨンデータを得る。
In the case of magnetic field lock, as shown in Fig. 5, the gradient magnetic field coil system 6 is changed from the sequence for normal imaging.
Obtain projection data using a sequence that excludes the application of the magnetic field gradient G XY .

すなわち、被検体Pに空心磁場コイル4A,4
Bで一様静磁場H0を印加し、この状態で所要の
断層面に垂直な方向の勾配Gzの傾斜磁場を傾斜
磁場コイル系5により所定時間重畳し、同時に高
周波コイル系7から選択励起パルスSEP(90°パル
ス)を磁場内の被検体Pに印加する。次に(磁場
勾配GXYをかけずに)磁場勾配Gzと選択励起パル
スSEP(180°パルス)を高周波コイル系7及び傾
斜磁場コイル系5から被検体Pに印加し、さらに
勾配Gzの傾斜磁場を静磁場H0に所定時間重畳し
続ける。しかる後に、高周波コイレル系7により
被検体PからのMRエコー信号を受信する。そし
て通常の撮像の場合と同様、受信されたMRエコ
ー信号を位相検波装置8で位相検波し、この検波
波形をA/D変換器10でデイジタル値に変換し
て加算器11に入力する。以後上述の動作を数回
繰り返し、加算器11でMRエコーデータの加算
平均をとる。こうして加算平均されたMRエコー
データを高速フーリエ変換器12でフーリエ変換
して第6図に示すようなプロジエクシヨンデータ
を得る。このプロジエクシヨンデータを上述の通
常の撮像時には用いなかつた静磁場制御器14に
入力する。
That is, the air-core magnetic field coils 4A, 4 are attached to the subject P.
A uniform static magnetic field H 0 is applied at B, and in this state, a gradient magnetic field with a gradient Gz in the direction perpendicular to the desired fault plane is superimposed for a predetermined time by the gradient magnetic field coil system 5, and at the same time a selective excitation pulse is applied from the high frequency coil system 7. SEP (90° pulse) is applied to the subject P within the magnetic field. Next, the magnetic field gradient Gz and the selective excitation pulse SEP (180° pulse) are applied to the subject P from the high frequency coil system 7 and the gradient magnetic field coil system 5 (without applying the magnetic field gradient G continues to be superimposed on the static magnetic field H 0 for a predetermined time. Thereafter, the high frequency coilel system 7 receives the MR echo signal from the subject P. Then, as in the case of normal imaging, the phase of the received MR echo signal is detected by the phase detection device 8, and this detected waveform is converted into a digital value by the A/D converter 10 and input to the adder 11. Thereafter, the above-described operation is repeated several times, and the adder 11 averages the MR echo data. The thus averaged MR echo data is Fourier-transformed by a fast Fourier transformer 12 to obtain projection data as shown in FIG. This projection data is input to the static magnetic field controller 14, which was not used during the normal imaging described above.

この静磁場制御器14は入力されたプロジエク
シヨンデータの最大ピークを検出して周波数のず
れΔω(第6図参照)を求め、上記(2)式より静磁
場変動分ΔH0を求めて、これに応じて静磁場電
源13を制御するものであり、具体的に例えば第
7図に示すように構成する。
This static magnetic field controller 14 detects the maximum peak of the input projection data, calculates the frequency shift Δω (see Figure 6), and calculates the static magnetic field variation ΔH 0 from the above equation (2), The static magnetic field power supply 13 is controlled in accordance with this, and is specifically configured as shown in FIG. 7, for example.

第7図において、14−1は入力プロジエクシ
ヨンデータが最大値をとる周波数軸上の値より周
波数ずれΔωを求めるΔω検出器、14−2はΔω
検出器14−1で得た周波数ずれΔωに上記(2)式
を適用し1/γを乗算し静磁場変動分ΔHを算出す
る乗算器、14−3は乗算器14−2で算出され
た静磁場変動分ΔHを静磁場補正量としてアナロ
グ値に変換するD/A(デイジタル−アナログ)
変換器である。そしてD/A変換器14−3の出
力を静磁場電源ΔHに供給して静磁場H0を補正
し、周波数ずれΔωをなくすようにする。
In FIG. 7, 14-1 is a Δω detector which calculates the frequency deviation Δω from the value on the frequency axis where input projection data takes the maximum value, and 14-2 is a Δω detector.
The multiplier 14-3 calculates the static magnetic field variation ΔH by applying the above equation (2) to the frequency deviation Δω obtained by the detector 14-1 and multiplying it by 1/γ. D/A (digital-analog) that converts the static magnetic field variation ΔH into an analog value as the static magnetic field correction amount
It is a converter. Then, the output of the D/A converter 14-3 is supplied to the static magnetic field power supply ΔH to correct the static magnetic field H 0 and eliminate the frequency deviation Δω.

ここで、本発明では、画像データ収集前に、前
処理を行う。ここで、前処理とは、静磁場調整に
用いる基準データの得るための処理であり、第8
図のA面(画像データ収集面)について第5図に
示す磁場ロツクのためのシーケンスを例えば一回
実行してプロジエクシヨンデータを収集し、引続
き、第8図のB面(磁場ロツクのためのデータ収
集面)についても、第5図に示す磁場ロツクのた
めのシーケンスを例えば一回実行してプロジエク
シヨンデータ収集する。そして、A面の周波数
を、画像データ収集における共鳴周波数として設
定し、B面の周波数は静磁場調整に用いるべく保
持しておく。
Here, in the present invention, preprocessing is performed before image data collection. Here, preprocessing is processing for obtaining reference data used for static magnetic field adjustment, and
For example, the sequence for magnetic field lock shown in FIG. 5 is executed once for side A (image data collection side) in the figure to collect projection data, and then the sequence for side B (image data collection side) shown in FIG. Regarding the data collection aspect), the sequence for magnetic field lock shown in FIG. 5 is executed once, for example, to collect projection data. Then, the frequency of the A plane is set as the resonance frequency in image data collection, and the frequency of the B plane is held for use in adjusting the static magnetic field.

次に、画像データ収集であるが、A面について
の画像データ群を収集すべく第3図のシーケンス
を複数回実行する。そして、第3図のシーケンス
の実行間に、B面について第5図のシーケンスを
例えば1回実行してデータを収集してB面の周波
数を検出して、前処理にて得られたB面の周波数
からの周波数ずれΔωを求め、上記手段と同様の
処理を行ないΔHを算出し静磁場H0を補正し共鳴
周波数にA面の周波数を合せる。
Next, regarding image data collection, the sequence shown in FIG. 3 is executed multiple times in order to collect a group of image data for side A. During execution of the sequence shown in FIG. 3, the sequence shown in FIG. The frequency deviation Δω from the frequency is determined, and the same processing as the above means is performed to calculate ΔH, the static magnetic field H 0 is corrected, and the frequency of the A plane is adjusted to the resonance frequency.

ここで、B面から共鳴信号を得る方法は、A面
を励起し、A面の共鳴信号を得た後、A面の回復
時間を利用しA面の励起周波数と異なる励起周波
数でB面を選択励起することで、B面の共鳴信号
が得られるものである。
Here, the method of obtaining a resonance signal from the B side is to excite the A side, obtain the resonance signal of the A side, and then use the recovery time of the A side to excite the B side at an excitation frequency different from the excitation frequency of the A side. By selectively excitation, a B-plane resonance signal can be obtained.

こうして、静磁場の空間的均一性を図り且つ静
磁場の当該局所領域における時間的均一性を図る
べく構成したので、ドリフト等により静磁場H0
等が変動して角周波数のずれΔωが生じて場合、
上記磁場ロツクの動作を行わせることにより、短
時間で静磁場H0の適正な補正が行え、しかも補
正のため特別な外部装置を付加的に用いたりする
必要もなく、長時間の画像データ収集処理におい
ても周波数のずれを生じない。
In this way, since the configuration was designed to achieve spatial uniformity of the static magnetic field and temporal uniformity of the static magnetic field in the local area, the static magnetic field H 0 due to drift etc.
etc. fluctuates, causing a shift in angular frequency Δω,
By operating the magnetic field lock described above, the static magnetic field H 0 can be appropriately corrected in a short time, and there is no need to additionally use a special external device for correction, and image data can be collected for a long time. No frequency shift occurs during processing.

なお、本発明は上述し且つ図面に示す実施例に
のみ限定されることなくその要旨を変更しない範
囲内で種々変形して実施することができる。
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, but can be implemented with various modifications without changing the gist thereof.

例えば、第2図に示した構成のうち、加算器1
1、高速フーリエ変換器12、静磁場制御器14
およびタイミング制御系17の一部または全部を
電子計算機に置き換えこれらの機能を電子計算機
によるソフトウエア処理で実現するようにするこ
ともできる。また、この場合には画像再構成装置
15を構成する電子計算機を共用させるようにし
てもよく、このようにするとハードウエア的には
通常の撮像に必要な構成と全く同様の構成で済
む。
For example, in the configuration shown in FIG.
1. Fast Fourier transformer 12, static magnetic field controller 14
It is also possible to replace part or all of the timing control system 17 with an electronic computer and realize these functions through software processing by the electronic computer. Further, in this case, the electronic computer constituting the image reconstruction device 15 may be shared, and in this case, the hardware configuration can be exactly the same as that required for normal imaging.

第9図に加算器11、フーリエ変換器12、静
磁場制御器14、タイミング制御系17を電子計
算機に置き換えた場合の磁場ロツクの制御フロー
チヤートを示す。この場合「制御部にΔH0を書
き込む」とは静磁場電源13への出力を発生する
部分に補正量としてΔH0を与えることを意味し
静磁場電源13がこれに応じて制御される。ま
た、このΔH0の値はイニシヤライズ状態では0
に設定されている。この第9図は実質的には第2
図における該当部分の動作をフローチヤートに示
したものと何ら変りはない。
FIG. 9 shows a control flowchart of the magnetic field lock when the adder 11, Fourier transformer 12, static magnetic field controller 14, and timing control system 17 are replaced with electronic computers. In this case, "writing ΔH 0 in the control section" means giving ΔH 0 as a correction amount to the part that generates the output to the static magnetic field power supply 13, and the static magnetic field power supply 13 is controlled accordingly. Also, the value of this ΔH 0 is 0 in the initialized state.
is set to . This figure 9 is actually the second
The operation of the relevant part in the figure is no different from that shown in the flowchart.

[発明の効果] 本発明によれば、静磁場の空間的均一性を図り
且つ静磁場の当該局所領域における時間的均一性
を図るべく構成したので、特別な外部装置を付加
することなく、撮影する被検体を利用し画像デー
タ収集処理中に静磁場電源を補正できるため、共
鳴条件のずれを高精度に補正し、常に共鳴条件を
満足する状態でMR映像が行え、結果的に常に空
間分解能の高いMR映像を得ることの可能なMR
イメージング装置を提供することができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, since the structure is configured to achieve spatial uniformity of the static magnetic field and temporal uniformity of the static magnetic field in the local area, imaging can be performed without adding any special external device. Since the static magnetic field power supply can be corrected during the image data acquisition process using a subject to be examined, deviations in resonance conditions can be corrected with high precision, and MR images can be performed while always satisfying the resonance conditions, resulting in consistently high spatial resolution. MR capable of obtaining high MR images of
An imaging device can be provided.

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

第1図はMRイメージング装置の原理を説明す
るための概略斜視図、第2図は本発明の一実施例
の構成を示すブロツク図、第3図は同実施例にお
ける通常の撮影時のタイムスケジユールを示すタ
イミングチヤート、第4図は同撮影時に得られる
プロジエクシヨンデータの一例を示す図、第5図
は同実施例における磁場ロツク時のタイムスケジ
ユールを示すタイミングチヤート、第6図は同磁
場ロツク時に得られるプロジエクシヨンデータの
一例を示す図、第7図は同実施例における要部の
具体的な構成の一例を詳細に示すブロツク図、第
8図は同実施例の要部を説明するための図、第9
図は本発明の他の実施例における要部の処理を示
すフローチヤートである。 4A,4B……空心磁場コイル系、5,6……
傾斜磁場コイル系、7……高周波コイル系、8…
…位相検波装置、9……受信器、10……A/D
変換器、11……加算器12……高速フーリエ変
換器、13……静磁場電源、14……静磁場制御
器、15……画像再構成装置、16……デイスプ
レイ装置、17……タイミング制御系、14−1
……Δω検出器、14−2……乗算器、14−3
……D/A変換器。
Fig. 1 is a schematic perspective view for explaining the principle of an MR imaging device, Fig. 2 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a time schedule for normal imaging in the same embodiment. 4 is a diagram showing an example of projection data obtained during the same imaging. FIG. 5 is a timing chart showing the time schedule during magnetic field lock in the same example. FIG. 6 is a diagram showing an example of the projection data obtained during the same imaging. FIG. 7 is a block diagram showing in detail an example of a specific configuration of the main parts in the same embodiment, and FIG. 8 explains the main parts of the same embodiment. Figure for, No. 9
The figure is a flowchart showing the main processing in another embodiment of the present invention. 4A, 4B...Air core magnetic field coil system, 5,6...
Gradient magnetic field coil system, 7... High frequency coil system, 8...
...Phase detection device, 9...Receiver, 10...A/D
Converter, 11... Adder 12... Fast Fourier transformer, 13... Static magnetic field power supply, 14... Static magnetic field controller, 15... Image reconstruction device, 16... Display device, 17... Timing control System, 14-1
...Δω detector, 14-2... Multiplier, 14-3
...D/A converter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電磁コイル方式静磁場発生装置により発生さ
せた静磁場中に被検体を配置し、所定のパルスシ
ーケンスに従い信号収集のため傾斜磁場および励
起回転磁場を前記静磁場に重畳し、上記被検体の
予定断層面部分に磁気共鳴現象を生じせしめ、誘
起された磁気共鳴信号に基づき上記被検体の断層
面における或る特定の原子核のスピン密度分布及
び緩和時定数分布の少なくとも一方が反映された
画像情報を得る磁気共鳴イメージング装置におい
て、 予め撮影領域と異なる領域の共鳴周波数を得て
これを保持する手段と、 前記撮影領域の磁気共鳴信号を収集するための
第1のパルスシーケンス及び前記撮影領域と異な
る領域の磁気共鳴信号を収集するための第2のパ
ルスシーケンスを動作させる手段と、 前記撮影領域の磁気共鳴信号群を収集すべく前
記第1のパルスシーケンスを繰返して実行させる
と共に当該第1のパルスシーケンスの繰返し実行
間に前記第2のパルスシーケンスを実行させる手
段と、 この手段の動作中に得られる前記第2のパルス
シーケンスの実行に伴う前記撮影領域と異なる領
域の磁気共鳴信号と前記予め保持された前記撮影
領域と異なる領域の磁気共鳴信号とに基づき当該
領域についての共鳴周波数のずれを検出する手段
と、 この手段により検出される共鳴周波数のずれに
基づき前記電磁コイル方式静磁場発生装置の電気
量を制御して当該静磁場発生装置より発生される
静磁場を調整する手段と、 を具備してなる磁気共鳴イメージング装置。
[Claims] 1. A subject is placed in a static magnetic field generated by an electromagnetic coil type static magnetic field generator, and a gradient magnetic field and an excitation rotating magnetic field are superimposed on the static magnetic field for signal collection according to a predetermined pulse sequence. , causing a magnetic resonance phenomenon in a predetermined tomographic plane of the subject, and based on the induced magnetic resonance signal, at least one of the spin density distribution and relaxation time constant distribution of a certain atomic nucleus in the tomographic plane of the subject is determined; A magnetic resonance imaging apparatus that obtains reflected image information includes: means for obtaining and holding a resonance frequency of a region different from the imaging region in advance; a first pulse sequence for collecting magnetic resonance signals of the imaging region; means for operating a second pulse sequence for collecting magnetic resonance signals in a region different from the imaging region; and repeatedly executing the first pulse sequence to collect a group of magnetic resonance signals in the imaging region; means for executing the second pulse sequence between repeated executions of the first pulse sequence; and magnetic resonance of a region different from the imaging region obtained during the operation of the means and accompanied by the execution of the second pulse sequence. means for detecting a shift in resonance frequency for the region based on a signal and a pre-held magnetic resonance signal of a region different from the imaging region; and the electromagnetic coil method based on the shift in resonance frequency detected by the means. A magnetic resonance imaging apparatus comprising: means for adjusting the static magnetic field generated by the static magnetic field generator by controlling the amount of electricity of the static magnetic field generator.
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