JPH0511980B2 - - Google Patents
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- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
この発明は、核磁気共鳴(NMR)を利用して
生体内の映像情報を得るMR撮像装置に関する。
The present invention relates to an MR imaging device that obtains in-vivo image information using nuclear magnetic resonance (NMR).
フイールドエコー法では、第4図に示すよう
に、励起用高周波信号を印加するとき同時にスラ
イス面選択用傾斜磁場(Gzとする)を加え、そ
の後、位相エンコード用傾斜磁場(Gyとする)
を加え、そして周波数エンコード用傾斜磁場
(Gxとする)を加えながら発生するNMR信号を
サンプリングしてデータを収集するシーケンスを
行う。このシーケンスを位相エンコード用傾斜磁
場の大きさを変更しながら繰り返し時間TRで繰
り返す。
このフイールドエコー法の繰り返し時間TRを
短くして高速にデータ収集する高速撮像法が知ら
れているが、こうして得たデータから画像再構成
すると、第5図に示すように再構成画像51の中
央部に周波数変調方向(ここではX方向)の線状
のアーテイフアクト52が発生する。このアーテ
イフアクト52は、繰り返し時間TRが短くなる
ことにより定常状態信号が発生し、これによつて
生じるものである(ADRIAN P.CRAWLEY et
al.,“Elimination of Transverse Coherences
in FLASH MRI”,MAGNETIC
RESONANCE IN MEDICINE,8,P248−
260,1988)。
そこで、従来より、第6図に示すように、繰り
返し時間TRの最後で傾斜磁場Gzの大きさをラン
ダムに変化させて余分な傾斜磁場Gz′を加えるこ
とが提案されている。(JENS FRAHM et al.,
“Transverse Coherences in Rapid FLASH
NMR Imaging”,Journal of Magnetic
Resonance,72,307−314,1987)。これは、こ
のGz′によつて、毎回発生するNMR信号の位相
を乱し、定常状態信号の発生を抑制することに基
づいている。
In the field echo method, as shown in Figure 4, a gradient magnetic field for slice plane selection (referred to as Gz) is applied at the same time as the excitation high-frequency signal is applied, and then a gradient magnetic field for phase encoding (referred to as Gy) is applied.
Then, a sequence is performed in which data is collected by sampling the NMR signal generated while applying a gradient magnetic field for frequency encoding (referred to as Gx). This sequence is repeated for a repetition time TR while changing the magnitude of the phase encoding gradient magnetic field. A high-speed imaging method is known in which data is collected at high speed by shortening the repetition time TR of this field echo method, but when an image is reconstructed from the data obtained in this way, the center of the reconstructed image 51 as shown in FIG. A linear artifact 52 in the frequency modulation direction (in this case, the X direction) occurs in the area. This artifact 52 is caused by the shortening of the repetition time TR, which generates a steady state signal (ADRIAN P.CRAWLEY et al.
al., “Elimination of Transverse Coherences
in FLASH MRI”, MAGNETIC
RESONANCE IN MEDICINE, 8, P248−
260, 1988). Therefore, as shown in FIG. 6, it has been conventionally proposed to randomly change the magnitude of the gradient magnetic field Gz at the end of the repetition time TR to add an extra gradient magnetic field Gz'. (JENS FRAHM et al.,
“Transverse Coherences in Rapid FLASH
NMR Imaging”, Journal of Magnetics
Resonance, 72, 307-314, 1987). This is based on the fact that Gz' disturbs the phase of the NMR signal generated each time and suppresses the generation of steady state signals.
しかしながら、このように傾斜磁場Gzを用い
て位相を乱す場合は次のような問題がある。ま
ず、Z方向の傾斜磁場Gzの強度は第7図に示す
ように、中心O付近ではあまり変化しないように
Z方向に傾斜するので位相を乱す効果はスライス
面Sをどこに設定するかに依存することになる。
そのため、Z方向の中心Oから離れた位置に選択
励起スライス面Sを設定したときは、このGz′の
強度が大きくなりすぎ、エデイカレントの影響で
画質が劣化するという問題が生じる。
この発明は、エデイカレントによる画質劣化の
問題を生じることなく、繰り返し時間を短くした
フイールドエコー法による高速撮像法において、
定常状態信号の発生を抑制し、アーテイフアクト
を除去することができる、MR撮像装置を提供す
ることを目的とする。
However, when the phase is disturbed using the gradient magnetic field Gz in this way, there are the following problems. First, as shown in Figure 7, the strength of the gradient magnetic field Gz in the Z direction is tilted in the Z direction without changing much near the center O, so the effect of disturbing the phase depends on where the slice plane S is set. It turns out.
Therefore, when the selective excitation slice plane S is set at a position away from the center O in the Z direction, the intensity of Gz' becomes too large, causing a problem that the image quality deteriorates due to the influence of the eddy current. This invention provides a high-speed imaging method using a field echo method that shortens the repetition time without causing the problem of image quality deterioration due to eddy current.
An object of the present invention is to provide an MR imaging device that can suppress the generation of steady-state signals and remove artifacts.
上記目的を達成するため、この発明によれば、
繰り返し時間を短くしたフイールドエコーシーケ
ンスを繰り返すとともに、各繰り返し時間の最後
に、選択励起スライスの厚さ方向に磁場強度が傾
斜している傾斜磁場の、強度がランダムに変化す
るパルスを加えるMR撮像装置において、設定さ
れたスライス位置の、上記のスライス厚さ方向で
の中心からの距離を求める手段と、該中心からの
距離に応じて上記の強度がランダムに変化する傾
斜磁場パルスの変化範囲を定める手段とを有する
ことを特徴とすることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention,
An MR imaging device that repeats a field echo sequence with a short repetition time and, at the end of each repetition time, applies pulses of randomly varying intensity of a gradient magnetic field whose magnetic field strength is gradient in the thickness direction of the selected excitation slice. , a means for determining the distance of the set slice position from the center in the slice thickness direction, and a change range of the gradient magnetic field pulse whose intensity changes randomly according to the distance from the center. The invention is characterized in that it has a means.
選択励起するスライス面の位置を設定すると、
その位置の、スライス厚さ方向での中心からの距
離が求められる。そして、この距離に応じて、そ
の強度がランダムに変化する傾斜磁場パルスの変
化範囲が定められる。
そのため、スライス面が中心から離れた位置に
設定されても、それに応じて、その強度がランダ
ムに変化する傾斜磁場パルスの最大振幅が抑えら
れるため、過剰に位相が乱されたり、エデイカレ
ントの影響により画質が劣化することが防止でき
る。
したがつて、スライス面をどこに設定しても同
じように位相を乱す効果を得ることができる。
After setting the position of the slice plane for selective excitation,
The distance of that position from the center in the slice thickness direction is determined. Then, the variation range of the gradient magnetic field pulse whose intensity changes randomly is determined according to this distance. Therefore, even if the slice plane is set far from the center, the maximum amplitude of the gradient magnetic field pulse, whose intensity changes randomly, is suppressed accordingly, which prevents excessive phase disturbance and the effects of eddy current. This can prevent image quality from deteriorating. Therefore, no matter where the slice plane is set, the same effect of disturbing the phase can be obtained.
つぎにこの発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。この発明の一実施例にかかる
MR撮像装置では、第1図に示すようなパルスシ
ーケンスが行なわれる。このパルスシーケンスは
基本的には、従来からの、繰り返し時間TRを短
くしたフイールドエコー法に基づく高速撮像法に
よるものである。すなわち、励起用高周波信号を
印加するとき同時にスライス面選択用の傾斜磁場
Gzを加え、その後、位相エンコード用の傾斜磁
場Gyを加え、そして周波数エンコード用の傾斜
磁場Gxを加えながら発生するNMR信号をサン
プリングしてデータを収集する。このパルスシー
ケンスを位相エンコード用傾斜磁場の大きさを変
更しながら、短い繰り返し時間TRで繰り返す。
そして、この発明によると、各繰り返し時間TR
の最後に、傾斜磁場Gzの強度を繰り返し時間TR
ごとにランダムに変化させることにより余分な傾
斜磁場パルスGz′を発生している。このGz′の変
化範囲Mは設定されたスライス面の位置に応じて
定められる。
第2図は上記のパルスシーケンスを行なうMR
撮像装置のシステム構成を示すもので、被検者1
1がベツド12に横たえられて主マグネツト21
が形成する静磁場中に送り込まれる。この主マグ
ネツト21の内側には、直交3軸(X、Y、Z)
方向に磁場強度が傾斜する3つの傾斜磁場を発生
するための傾斜磁場コイル22と、RFコイル2
3とが配置される。傾斜磁場コイル22は傾斜磁
場電源31に接続されて傾斜磁場発生用の電流を
流される。RFコイル23はRF送受信装置32に
接続され、被検者11に対してRF信号を照射し
てこれを励起し、被検者11内で発生したNMR
信号を受信する。これら、RF信号の送受、傾斜
磁場及び補正磁場の発生は測定制御装置34によ
つて制御され、受信されたNMR信号から得たデ
ータが画像再構成装置35に送られ、そこで2次
元フーリエ変換などの画像再構成処理を受け、再
構成された画像が画像表示装置36に送られて表
示されたりする。コンピユータ37は全体の制御
を行なう。選択励起すべきスライス面の位置等は
設定装置33により設定される。
この設定装置33において、選択励起するスラ
イス面の位置の設定を行うと、その位置情報がコ
ンピユータ37に入力される。すると、このコン
ピユータ37により、スライス位置のZ方向中心
Oからの距離L(第7図参照)が求められる。そ
して、コンピユータ37内で第3図に示されるよ
うな手順で、ランダムに変化する傾斜磁場Gz′の
変化範囲Mが求められる。すなわち、まずその設
定スライス位置が中心Oから一定距離Lo以上離
れていないかの判別が行われる。これは、
|L|>Lo
が成立するかどうかの判定により行える。この
Loはスライス位置が中心Oからまだそれほど離
れていず、画質が悪くならない選択励起スライス
位置に対応する。もしこの式が不成立であるとす
ると、設定されたスライス位置はZ方向において
中心Oよりそれほどはなれていない位置に設定さ
れたことになるため、変化範囲Mはそのままとし
て繰り返し時間TRの最後でランダムに変化する
Gz′パルスを追加するよう測定制追装置34に指
令を出す。上記の式が成立する場合は、設定スラ
イス位置が、中心Oから遠く離れて設定されてい
るので、Gz′パルスの変化範囲をそのままMとし
ておくと、Gz′パルスの最大振幅の大きさが大き
くなりすぎ、過剰に位相乱れが生じるとともにエ
デイカレントの影響で画質が悪くなる弊害が生じ
ることになり、そのため、変化範囲Mを小さくす
る必要がある。ここでは
M×(Lo/|L|)
の値を求め、これを変化範囲Mとしている。こう
して変化範囲Mの変更ができたとき、コンピユー
タ37より測定制御装置34に指令が出され、繰
り返し時間TRの最後の部分で、範囲Mでランダ
ムに変化するGz′が加えられることになる。
したがつて、繰り返し時間TRの最後の部分
で、位相を乱すための傾斜磁場パルスGz′とし
て、その大きさが所定の範囲でランダムに変化す
るGzパルスを与えるとき、その範囲をスライス
設定位置に応じて抑制できるので、位相が過剰に
乱され、エデイカレントによる画質劣化が生じる
ことが防止できる。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. According to an embodiment of this invention
In the MR imaging device, a pulse sequence as shown in FIG. 1 is performed. This pulse sequence is basically based on a conventional high-speed imaging method based on a field echo method with a short repetition time TR. In other words, when applying a high-frequency signal for excitation, a gradient magnetic field for slice plane selection is simultaneously applied.
Gz is applied, then a gradient magnetic field Gy for phase encoding is applied, and a gradient magnetic field Gx for frequency encoding is applied while sampling the generated NMR signal and collecting data. This pulse sequence is repeated with a short repetition time TR while changing the magnitude of the phase encoding gradient magnetic field.
And according to this invention, each repetition time TR
At the end of , the strength of the gradient magnetic field Gz is repeated for the time TR
An extra gradient magnetic field pulse Gz′ is generated by randomly changing the gradient magnetic field pulse Gz′. The variation range M of Gz' is determined according to the position of the set slice plane. Figure 2 shows an MR that performs the above pulse sequence.
This shows the system configuration of the imaging device.
1 is laid on the bed 12 and the main magnet 21
is sent into a static magnetic field formed by Inside this main magnet 21, there are three orthogonal axes (X, Y, Z).
A gradient magnetic field coil 22 for generating three gradient magnetic fields whose magnetic field strengths are gradient in directions, and an RF coil 2
3 are arranged. The gradient magnetic field coil 22 is connected to a gradient magnetic field power supply 31 and is supplied with a current for generating a gradient magnetic field. The RF coil 23 is connected to the RF transmitting/receiving device 32, and irradiates the subject 11 with an RF signal to excite it, and collects NMR generated within the subject 11.
Receive a signal. The transmission and reception of these RF signals and the generation of gradient magnetic fields and correction magnetic fields are controlled by the measurement control device 34, and the data obtained from the received NMR signals is sent to the image reconstruction device 35, where it undergoes two-dimensional Fourier transformation, etc. After undergoing image reconstruction processing, the reconstructed image is sent to the image display device 36 and displayed. A computer 37 performs overall control. The position of the slice plane to be selectively excited is set by the setting device 33. When the setting device 33 sets the position of the slice plane to be selectively excited, the position information is input to the computer 37. Then, the computer 37 determines the distance L of the slice position from the center O in the Z direction (see FIG. 7). Then, within the computer 37, the range of variation M of the randomly varying gradient magnetic field Gz' is determined by the procedure shown in FIG. That is, first, it is determined whether the set slice position is not more than a certain distance Lo from the center O. This can be done by determining whether |L|>Lo holds true. this
Lo corresponds to a selective excitation slice position where the slice position is not far from the center O and the image quality does not deteriorate. If this formula does not hold true, the set slice position will be set at a position not far from the center O in the Z direction, so the change range M will be left as is and the slice position will be randomly set at the end of the repetition time TR. Change
A command is issued to the measurement tracking device 34 to add the Gz' pulse. If the above equation holds true, the set slice position is set far away from the center O, so if the change range of the Gz' pulse is left unchanged as M, the maximum amplitude of the Gz' pulse will be large. If it becomes too large, excessive phase disturbance will occur and the image quality will deteriorate due to the influence of the eddy current. Therefore, it is necessary to reduce the range of change M. Here, the value of M×(Lo/|L|) is determined, and this is set as the variation range M. When the change range M has been changed in this way, a command is issued from the computer 37 to the measurement control device 34, and Gz', which changes randomly in the range M, is added at the last part of the repetition time TR. Therefore, when applying a Gz pulse whose magnitude changes randomly within a predetermined range as a gradient magnetic field pulse Gz′ for disturbing the phase in the last part of the repetition time TR, that range is set at the slice setting position. Since it can be suppressed accordingly, it is possible to prevent excessive phase disturbance and image quality deterioration due to eddy current.
この発明のMR撮像装置によれば、繰り返し時
間を短くしたフイールドエコー法による高速撮像
法において、定常状態信号の発生を抑制し、アー
テイフアクトを除去するための、毎回発生する
NMR信号の位相を乱すランダムな磁場の変化範
囲をスライス位置に応じて定めているため、どの
位置にスライス面を設定しても同じようにNMR
信号の位相を乱すことができ、エデイカレントに
よる画質の劣化を生起させない。
According to the MR imaging device of the present invention, in a high-speed imaging method using a field echo method with a short repetition time, the generation of steady-state signals is suppressed and artifacts are removed.
Since the change range of the random magnetic field that disturbs the phase of the NMR signal is determined according to the slice position, the NMR signal will be the same no matter where the slice plane is set.
It is possible to disturb the phase of the signal and prevent deterioration of image quality due to eddy current.
第1図はこの発明の一実施例にかかるパルスシ
ーケンスを示すタイムチヤート、第2図は同実施
例のシステム構成を示すブロツク図、第3図はラ
ンダムなGz′パルスの変化範囲を定める手順を示
すフローチヤート、第4図はフイールドエコー法
のパルスシーケンスを示すタイムチヤート、第5
図は繰り返し時間を短くしたフイールドエコー法
による高速撮像法で生じるアーテイフアクトを示
す図、第6図は従来のアーテイフアクト除去用パ
ルスシーケンスを示すタイムチヤート、第7図は
傾斜磁場Gzの強度のZ方向分布を示す図である。
11……被検者、12……ベツド、21……主
マグネツト、22……傾斜磁場コイル、23……
RFコイル、31……傾斜磁場電源、32……RF
送受信装置、33……設定装置、34……測定制
御装置、35……画像再構成装置、36……画像
表示装置、37……コンピユータ、51……再構
成画像、52……アーテイフアクト、S……スラ
イス面。
Fig. 1 is a time chart showing a pulse sequence according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing the system configuration of the same embodiment, and Fig. 3 is a procedure for determining the variation range of random Gz' pulses. Fig. 4 is a time chart showing the pulse sequence of the field echo method;
The figure shows artifacts that occur in high-speed imaging using the field echo method with a shortened repetition time. Figure 6 is a time chart showing the conventional pulse sequence for removing artifacts. Figure 7 is the strength of the gradient magnetic field Gz. It is a figure showing Z direction distribution of. 11... Subject, 12... Bed, 21... Main magnet, 22... Gradient magnetic field coil, 23...
RF coil, 31... gradient magnetic field power supply, 32... RF
Transmitting/receiving device, 33... Setting device, 34... Measurement control device, 35... Image reconstruction device, 36... Image display device, 37... Computer, 51... Reconstructed image, 52... Artifact, S...Sliced surface.
Claims (1)
ーケンスを繰り返すとともに、各繰り返し時間の
最後に、選択励起スライスの厚さ方向に磁場強度
が傾斜している傾斜磁場の、強度がランダムに変
化するパルスを加えるMR撮像装置において、設
定されたスライス位置の、上記のスライス厚さ方
向での中心からの距離を求める手段と、該中心か
らの距離に応じて上記の強度がランダムに変化す
る傾斜磁場パルスの変化範囲を定める手段とを有
することを特徴とするMR撮像装置。1. MR imaging in which a field echo sequence with a short repetition time is repeated, and at the end of each repetition time, pulses of randomly varying intensity of a gradient magnetic field whose magnetic field strength is gradient in the thickness direction of the selected excitation slice are applied. In the apparatus, means for determining the distance of the set slice position from the center in the slice thickness direction, and a change range of the gradient magnetic field pulse whose intensity randomly changes according to the distance from the center. An MR imaging device characterized by having means for determining.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1197413A JPH0360641A (en) | 1989-07-29 | 1989-07-29 | MR imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1197413A JPH0360641A (en) | 1989-07-29 | 1989-07-29 | MR imaging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0360641A JPH0360641A (en) | 1991-03-15 |
| JPH0511980B2 true JPH0511980B2 (en) | 1993-02-16 |
Family
ID=16374102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1197413A Granted JPH0360641A (en) | 1989-07-29 | 1989-07-29 | MR imaging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0360641A (en) |
-
1989
- 1989-07-29 JP JP1197413A patent/JPH0360641A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0360641A (en) | 1991-03-15 |
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