JPH02224740A - Magnetic resonance image photographing device - Google Patents

Magnetic resonance image photographing device

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Publication number
JPH02224740A
JPH02224740A JP1048180A JP4818089A JPH02224740A JP H02224740 A JPH02224740 A JP H02224740A JP 1048180 A JP1048180 A JP 1048180A JP 4818089 A JP4818089 A JP 4818089A JP H02224740 A JPH02224740 A JP H02224740A
Authority
JP
Japan
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signal
phase
trigger
wave
sequence
Prior art date
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Pending
Application number
JP1048180A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Hoshino
星野 和哉
Masahiro Ota
雅博 太田
Yoshiaki Tsujii
辻井 良彰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Healthcare Japan Corp
Original Assignee
Yokogawa Medical Systems Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Medical Systems Ltd filed Critical Yokogawa Medical Systems Ltd
Priority to JP1048180A priority Critical patent/JPH02224740A/en
Publication of JPH02224740A publication Critical patent/JPH02224740A/en
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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain image data of an arbitrary heat beat phase relative to motion of a heart by presuming the delay time from the reference wave of electrocardiographic signal of pulsation signal, generating trigger by this pulsation signal, changing over the amount of phase encoding, presuming the time obtained by subtracting the delay time from the trigger as the point of time of the reference wave of the electrocardiographic signal, and by determining desired heart beat phase point on the basis of the reference wave. CONSTITUTION:Ripple wave 41 is sensed by a ripple wave sensing circuit 35 with the phase delayed in an amount corresponding to the transmitting time, because a ripple wave sensing point is apart from the heat. The desired range of heat beat phases is entered into a computer 27 by an operational console 32 as specifying. This computer 27 generates control signals on the basis of the set value, and a sequence memory circuit 26 controls a slope magnetic field driver circuit 23 and a gate modulation circuit 28, and scan is starts with a trigger prepared in the sequence of cine scan on the basis of the ripple signals. Echo signals collected by the sequence of cine scan is amplified by a preamplifier 25, detected by a phase detector 30, and converted by an AD converter 31 into digital signals to be entered in the computer 27.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はシネスキャン実現可能な磁気共鳴画像撮影装置
(以下MHIという)に関し、特に心拍の任意の位相で
画像を得ることのできるMHIに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as MHI) that can realize cine scan, and particularly to an MHI that can obtain images at any phase of a heartbeat.

(従来の技術) 原子核を静磁場中におくと、原子核は磁界の強さと原子
核の種類によって異なる定数に比例した角速度で歳差運
動をする。この静磁場に垂直な軸に前記の周波数の高周
波回転磁場を印加すると磁気共鳴がおこり、前記定数を
有する特定の原子核の集団は共鳴条件を満足する高周波
磁場によって準位間の遷移を生じ、エネルギー準位の高
い方の準位に遷移する。共鳴後高い準位に励起された原
子核は低い準位に戻ってエネルギーの放射を行う。
(Prior art) When an atomic nucleus is placed in a static magnetic field, it precesses at an angular velocity proportional to a constant that varies depending on the strength of the magnetic field and the type of nucleus. Magnetic resonance occurs when a high-frequency rotating magnetic field of the above-mentioned frequency is applied to an axis perpendicular to this static magnetic field, and a group of specific atomic nuclei having the above-mentioned constant undergoes a transition between levels due to the high-frequency magnetic field that satisfies the resonance condition, resulting in energy Transition to the higher level. After resonance, the atomic nucleus excited to a higher level returns to a lower level and radiates energy.

MHIはこの特定の原子核による核磁気共鳴(以下NM
Rという)現象を観察して被検体の断層像を撮像する装
置である。
MHI is nuclear magnetic resonance (NM
This is a device that observes a phenomenon (referred to as R) and captures a tomographic image of a subject.

MRIにおいてフーリエ変換法に用いる高周波磁場及び
勾配磁場印加のパルスシーケンスを第5図に示す。図に
おいて、(イ)図はそれぞれり−ド軸、ワープ軸、スラ
イス軸であるX+  Y+  Z軸にGx、Gy、Gz
の勾配磁場を与え、高周波磁場をX軸に印加する状態を
示す図で、(ロ)図はそれぞれの磁場を印加するタイミ
ングを示す図である。期間1において、励起パルス1と
スライス勾配2によりz−0を中心とする2方向に垂直
なスライス面内のスピンが選択的に励起される。期間2
のリフェーズ勾配3はスライス勾配2により乱れたスピ
ンの位相を元に戻すためのものである。
FIG. 5 shows a pulse sequence for applying a high frequency magnetic field and a gradient magnetic field used in the Fourier transform method in MRI. In the figure, (a) shows Gx, Gy, and Gz on the X+Y+Z axes, which are the read axis, warp axis, and slice axis, respectively.
FIG. 2 is a diagram showing a state in which a gradient magnetic field is applied and a high-frequency magnetic field is applied to the X-axis, and FIG. In period 1, spins in the slice plane perpendicular to two directions centered on z-0 are selectively excited by excitation pulse 1 and slice gradient 2. Period 2
The rephase gradient 3 is for restoring the phase of the spins disturbed by the slice gradient 2.

同じ期間2のデイフェーズ勾配4はデータ読み出し期間
4の時間的中心にSE信号5の中心が一致するようにス
ピンに場所に応じた位相差を与えるためのものである。
The day phase gradient 4 in the same period 2 is for giving a phase difference to the spins depending on the location so that the center of the SE signal 5 coincides with the temporal center of the data read period 4.

期間2では更にy方向の位置に比例してスピンの位相を
ずらせてやるためのワーブ勾配6を印加しており、ワー
ブ勾配6は毎周期その強度即ち位相エンコード量を変え
て印加されている。その後反転パルス7を与えて磁気モ
ーメントを揃え、その後に現れるSE信号5を観察する
。期間4ではX軸にリード勾配8を印加する。
In period 2, a warb gradient 6 is further applied to shift the phase of the spin in proportion to the position in the y direction, and the warb gradient 6 is applied with the intensity, that is, the amount of phase encoding changed every cycle. Thereafter, an inversion pulse 7 is applied to align the magnetic moments, and the SE signal 5 that appears thereafter is observed. In period 4, a lead gradient 8 is applied to the X axis.

これにより、デイフェーズ勾配4で与えられた位相差は
、期間4のリード勾配8の時間的中心で相殺されSE信
号5が現れる。このシーケンスをビューといい、パルス
繰り返し周期TR後に再び励起パルス1を加えて、次の
ビューを開始する。
As a result, the phase difference given by the day phase gradient 4 is canceled out at the temporal center of the lead gradient 8 in the period 4, and an SE signal 5 appears. This sequence is called a view, and after the pulse repetition period TR, excitation pulse 1 is applied again to start the next view.

上記のようなMRIによって心臓等循環系の画像撮影を
行う方法として、現在、被検者の心拍の任意の位相にお
ける像を得ることのできるシネスキャンという方法があ
る。この方法は第5図のパルスシーケンスとは異なり、
高速スキャン法を用いてデータを収集する一方、心電信
号に同期させて、心拍周期毎に位相エンコード量を変化
させる方法である。高速スキャン法のパルスシーケンス
の一例を第6図に示す。図において、第5図と同等の部
分には同一の符号を付しである。通常、90@より小さ
いフリップ角α0で励起し、反転パルスを用いる代りに
リード軸の勾配を反転させることで信号を得ているので
、TRを短くとることができ、高速のスキャンが可能に
なっている。
As a method for photographing the circulatory system such as the heart using MRI as described above, there is currently a method called cine scan that can obtain an image at any phase of the heartbeat of a subject. This method differs from the pulse sequence in Figure 5,
This method uses a high-speed scanning method to collect data, while changing the amount of phase encoding for each heartbeat cycle in synchronization with electrocardiographic signals. An example of a pulse sequence for the high-speed scanning method is shown in FIG. In the figure, parts equivalent to those in FIG. 5 are given the same reference numerals. Usually, it is excited at a flip angle α0 smaller than 90@, and the signal is obtained by reversing the slope of the read axis instead of using an inversion pulse, so the TR can be shortened and high-speed scanning is possible. ing.

シネスキャンでは、高速スキャン法を用いて1心拍周期
内に複数回のデータ収集を行う一方、心電信号に同期さ
せて、心拍周期毎に、位相エンコード量、つまり第6図
のワーブ勾配6の大きさを変化させる。第7図は、この
ことを示す概念図である。図において、(イ)は被検体
から別途採取している心電信号の図で、10はその波形
中のR波である。(ロ)は心電信号に同期して変化させ
る位相エンコード量の図で、心電信号の1心拍毎にワー
ブ勾配の大きさを切り替えている。(ハ)は1心拍中に
複数のデータを採取するデータ収集のタイミングを示し
ている図である。この方法によれば、例えば、256ビ
ユーのスキャンを行うとき、心拍256回の間に256
回の異なる位相エンコード量のワーブ勾配に対するデー
タが取得される。これから任意の心拍位相における像を
得るためには、各位相エンコードにおける所望の心拍位
相のデータを同一位相エンコード量のデータから、求め
る心拍位相の前後のデータを按分比例する等の方法で補
間データを生成すればよい。位相エンコード量の切り替
えに関しては、スキャンと並行して心電信号を観測し、
(イ)の心電信号を得てそのR波10等からトリガを取
り出すことによりタイミングを規定している。
In cine scan, data is collected multiple times within one heartbeat cycle using a high-speed scan method, and in synchronization with the electrocardiogram signal, the amount of phase encoding, that is, the warb gradient 6 in Fig. 6, is collected for each heartbeat cycle. Change the size. FIG. 7 is a conceptual diagram showing this. In the figure, (A) is a diagram of an electrocardiographic signal separately collected from a subject, and 10 is an R wave in the waveform. (B) is a diagram of the amount of phase encoding that is changed in synchronization with the electrocardiographic signal, and the magnitude of the warb gradient is switched for each heartbeat of the electrocardiographic signal. (C) is a diagram showing the timing of data collection in which a plurality of pieces of data are collected during one heartbeat. According to this method, for example, when performing a scan of 256 views, 256 views can be scanned during 256 heartbeats.
Data for the warb slope of the phase encode amount at different times is acquired. In order to obtain an image at an arbitrary heartbeat phase, interpolate the data of the desired heartbeat phase in each phase encode from the data of the same phase encode amount by a method such as proportionally dividing the data before and after the desired heartbeat phase. Just generate it. Regarding switching the phase encoding amount, observe the electrocardiogram signal in parallel with the scan,
The timing is determined by obtaining the electrocardiographic signal in (a) and extracting the trigger from the R wave 10 and the like.

(発明が解決しようとする課題) ところで、MHIにおけるスキャンでは、第5図に示す
ように上記のワーブ勾配6の他に、スライス面を選択す
るためのスライス勾配2やデータを収集する際のリード
勾配8を用いるが、これらの勾配磁場が変化する立上り
や立下り時点で心電信号のラインにノイズが誘導される
。第8図において、(イ)は本来の心電波形のR波10
の信号を示し、(ロ)は他の勾配磁場印加のために生ず
るノイズ11を示している。(ハ)は心電波形のR波1
0にノイズ11が重畳した波形の図で、心電信号のライ
ンの波形はこの(ハ)のような波形である。従って、心
拍に同期した適切なトリガを生成することができない。
(Problem to be Solved by the Invention) Incidentally, in scanning in MHI, in addition to the above-mentioned warb gradient 6, as shown in FIG. Although a gradient of 8 is used, noise is induced in the electrocardiographic signal line at the rising and falling points when these gradient magnetic fields change. In Figure 8, (a) is the R wave 10 of the original electrocardiogram waveform.
(b) shows the noise 11 generated due to the application of another gradient magnetic field. (c) is R wave 1 of the electrocardiogram waveform
This is a diagram of a waveform in which noise 11 is superimposed on 0, and the waveform of the electrocardiographic signal line is like this (c). Therefore, it is not possible to generate an appropriate trigger synchronized with heartbeat.

一つの方法として、フィルタを通して勾配ノイズを除去
する方法もあるが、心電信号の小さい人の場合等心電信
号とノイズの分離が困難な場合があって万全ではない。
One method is to remove gradient noise through a filter, but this is not perfect as it may be difficult to separate the electrocardiogram signal from noise, such as in the case of a person with a small electrocardiogram signal.

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、勾配電流によるノイズの影響を受けないで心臓の動き
を検出し、その心臓の動きに対する任意の心拍位相の画
像データを得ることのできるMHIを実現することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to detect the movement of the heart without being affected by noise caused by gradient currents, and to obtain image data of an arbitrary heartbeat phase with respect to the movement of the heart. The aim is to realize MHI that can

(課題を解決するための手段) 前記の課題を解決する本発明は、シネスキャンを実現し
得る磁気共鳴画像撮影装置において、被検体から心電信
号を取り出す心電信号検出手段と、勾配ノイズの影響を
受けない方法で被検体の心臓の拍動信号を取り出す拍動
検出手段と、前記拍動信号の前記心電信号中の基準波か
らの遅れの平均時間を求める測定手段と、前記拍動信号
に基づいてトリガ信号を発生するトリガ発生手段と、前
記トリガ信号により位相エンコード量を逐次切り替える
手段と、前記測定手段の出力の遅れ時間と前記トリガ信
号とにより前記心電信号の基準波の位置を推定する演算
手段と、前記推定された基準波の時間間隔に基づき測定
すべき心拍位相点を決定する心拍位相点決定手段とを具
備することを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention solves the above-mentioned problems by providing an electrocardiographic signal detection means for extracting electrocardiographic signals from a subject and a gradient noise a pulsation detection means for extracting a heart pulsation signal of a subject in a manner that is not influenced by the heartbeat; a measurement means for determining an average delay time of the pulsation signal from a reference wave in the electrocardiographic signal; a trigger generating means for generating a trigger signal based on the signal; a means for sequentially switching the amount of phase encoding according to the trigger signal; and a position of the reference wave of the electrocardiographic signal based on the delay time of the output of the measuring means and the trigger signal. and a heartbeat phase point determining means to determine a heartbeat phase point to be measured based on the estimated time interval of the reference wave.

(作用) 心電信号検出手段からの心電信号により拍動検出手段か
ら得た拍動信号の心電信号の基準波からの遅れ時間を推
定し、拍動信号によりトリガを発生させ、トリガに基づ
いて位相エンコード量の切り替えを行うと共にトリガか
ら前記遅れ時間を差し引いた時間を心電信号の基準波の
時点と推定して、前記推定した心電信号の基準波を基に
所望の心拍位相点を決定する。
(Function) The delay time of the pulsation signal obtained from the pulsation detection means from the reference wave of the pulsation signal obtained from the pulsation detection means is estimated using the electrocardiogram signal from the electrocardiography signal detection means, and a trigger is generated based on the pulsation signal. The amount of phase encoding is switched based on this, and the time obtained by subtracting the delay time from the trigger is estimated as the reference wave point of the electrocardiographic signal, and the desired heartbeat phase point is determined based on the estimated reference wave of the electrocardiographic signal. Determine.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例のMRIのブロック図である
。図において、21は内部に被検体を挿入するための空
間部分(孔)を有し、この空間部分を取巻くようにして
、被検体に一定の静磁場を印加する静磁場コイルと勾配
磁場を発生する勾配磁場コイル゛(勾配磁場コイルはx
、y、zの3軸のコイルを備えている。)と被検体内の
原子核のスピンを励起するためのRFパルスを与えるR
F送信コイルと被検体からのNMR信号を検出する受信
コイル等が配置されているマグネットアセンブリである
。静磁場コイル、勾配磁場コイル、RF送信コイル及び
受信コイルは、それぞれ静磁場電源22、勾配磁場駆動
回路23、RF電力増幅器24及び前置増幅器25に接
続されている。
FIG. 1 is a block diagram of an MRI according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 21 has a space (hole) into which the subject is inserted, and surrounding this space, a static magnetic field coil applies a constant static magnetic field to the subject and generates a gradient magnetic field. A gradient magnetic field coil (the gradient magnetic field coil is x
It is equipped with coils for three axes: , y, and z. ) and R which gives an RF pulse to excite the spin of the atomic nucleus within the object.
This is a magnet assembly in which a transmitting coil, a receiving coil for detecting an NMR signal from a subject, etc. are arranged. The static magnetic field coil, gradient magnetic field coil, RF transmitting coil, and receiving coil are connected to a static magnetic field power supply 22, a gradient magnetic field drive circuit 23, an RF power amplifier 24, and a preamplifier 25, respectively.

シーケンス記憶回路26は計算機27からの指令に従っ
て任意のビューで、ゲート変調回路28を操作(所定の
タイミングでRF発振回路29のRF出力信号を変調)
し、第6図のパルスシーケンスに基づ(RFパルス信号
をRF電力増幅器24からRF送信コイルに印加する。
The sequence storage circuit 26 operates the gate modulation circuit 28 (modulates the RF output signal of the RF oscillation circuit 29 at a predetermined timing) in accordance with instructions from the computer 27 in an arbitrary view.
Then, based on the pulse sequence shown in FIG. 6, an RF pulse signal is applied from the RF power amplifier 24 to the RF transmitting coil.

又、シーケンス記憶回路26は、同じく第6図のパルス
シーケンスに基づくシーケンス信号によって勾配磁場駆
動回路23を操作して、Xr  )’+  zの3軸に
それぞれ勾配磁場を供給する。30はRF発振回路29
の出力を参照信号として、前置増幅器25の受信信号出
力を位相検波する位相検波器である。
Further, the sequence storage circuit 26 operates the gradient magnetic field drive circuit 23 using a sequence signal based on the pulse sequence shown in FIG. 6, and supplies gradient magnetic fields to the three axes of Xr)'+z, respectively. 30 is an RF oscillation circuit 29
This is a phase detector that detects the phase of the received signal output of the preamplifier 25 using the output of the preamplifier 25 as a reference signal.

この出力信号はAD変換器31においてディジタル信号
に変換され、計算機27に入力される。
This output signal is converted into a digital signal by the AD converter 31 and input to the computer 27.

32は計算機27に種々のパルスシーケンスの実現のた
めの指示及び種々の設定値等の入力をするための操作コ
ンソール、33は計算機27で再構成された画像を表示
する表示装置である。34はマグネットアセンブリ21
内の被検者に取り付けられた電極から取り込まれた心電
波形を検出する心電検出回路で、この信号は計算機27
に人力される。35はマグネットアセンブリ21から外
に出ていて、勾配電流の影響のない末端部から心臓の膨
張収縮に基づく動脈壁の拍動である脈波を採取する脈波
検出回路で、その出力は計算機27に入力され、スキャ
ンシーケンスを制御するトリガ信号として使われる。
32 is an operation console for inputting instructions and various setting values to the computer 27 for realizing various pulse sequences, and 33 is a display device for displaying images reconstructed by the computer 27. 34 is the magnet assembly 21
This is an electrocardiogram detection circuit that detects the electrocardiogram waveform captured from the electrodes attached to the subject.
is man-powered. Reference numeral 35 denotes a pulse wave detection circuit which extends outside the magnet assembly 21 and collects a pulse wave, which is the pulsation of the arterial wall due to the expansion and contraction of the heart, from the terminal end which is not affected by the gradient current, and its output is sent to the computer 27. and is used as a trigger signal to control the scan sequence.

次に、上記のように構成された実施例の装置の動作を説
明する。通常の動作においては、操作コンソール32を
操作してパルスシーケンスのタイミング、RFパルスの
振幅、パルス幅等の設定を行ない、計算機27に前記設
定値に基づく信号を入力する。計算機27は前記設定値
に基づいて制御信号を発生し、シーケンス記憶回路26
に送る。
Next, the operation of the apparatus of the embodiment configured as described above will be explained. In normal operation, the operation console 32 is operated to set the pulse sequence timing, RF pulse amplitude, pulse width, etc., and a signal based on the set values is input to the computer 27. The computer 27 generates a control signal based on the set value, and the sequence storage circuit 26 generates a control signal.
send to

シーケンス記憶回路26は前記の信号に基づき勾配磁場
駆動回路23を制御して所定のパルスシーケンスの勾配
磁場を作らせ、又、ゲート変調回路28を制御する。ゲ
ート変調回路28はRF発振回路29で発振し出力され
たRF倍信号設定されたパルス幅、振幅を有する信号に
変調し、被変調RFパルスをRF電力増幅器24に供給
する。この被変調RFパルスはRF電力増幅器24にお
いて増幅され、マグネットアセンブリ21に静磁場電源
22によって生ずる静磁場中において、勾配磁場駆動回
路23によって各軸に与えられた勾配磁場と相俟って励
起したスピンを共鳴させる。次いでリード勾配を繰り返
し反転させて生じた信号は受信され、前置増幅器25で
増幅され、位相検波器30に入力される。位相検波器3
0は、RF発振回路29の出力を参照信号として人力N
MR信号を位相検波し、その出力信号をAD変換器31
に送る。AD変換器31においてディジタル信号に変換
されたNMR信号は、計算機27においてスキャンシー
ケンスに応じた所定の処理により、画像再構成されて表
示装置33に表示される。
The sequence storage circuit 26 controls the gradient magnetic field driving circuit 23 to generate a gradient magnetic field of a predetermined pulse sequence based on the above signal, and also controls the gate modulation circuit 28. The gate modulation circuit 28 modulates the RF multiplied signal oscillated and outputted by the RF oscillation circuit 29 into a signal having a set pulse width and amplitude, and supplies the modulated RF pulse to the RF power amplifier 24. This modulated RF pulse was amplified in the RF power amplifier 24 and excited in the static magnetic field generated by the static magnetic field power source 22 in the magnet assembly 21 together with the gradient magnetic field applied to each axis by the gradient magnetic field drive circuit 23. Make spin resonate. The signal produced by repeatedly inverting the lead slope is then received, amplified by preamplifier 25, and input to phase detector 30. Phase detector 3
0 is the human power N using the output of the RF oscillation circuit 29 as a reference signal.
The phase of the MR signal is detected and the output signal is sent to the AD converter 31.
send to The NMR signal converted into a digital signal by the AD converter 31 is subjected to predetermined processing according to the scan sequence in the computer 27 to reconstruct an image, and is displayed on the display device 33.

心電信号に同期してスキャンシーケンスを制御する場合
は、操作者はスキャンを開始する前に、心電検出回路3
4と脈波検出回路35で検出され計算機27に入力され
た被検体の心電信号と脈波信号を表示装置33により観
測する。心電信号と脈波信号の関係を第2図に示す。図
において、(イ)は心電検出回路34の出力信号である
心電信号の図、(ロ)は(イ)の心電信号のR波10を
基準として発生されるR波によるトリガ40の図、(ハ
)は脈波検出回路35で検出された脈波41を示す図で
ある。脈波41は、心臓と脈波検出箇所とは離れている
ので、心臓から血液が送り出されて脈波検出箇所に到達
するまでの伝達時間だけ位相が遅れて検出される。この
位相遅れの時間は装置、被検者毎に略一定であるが、図
示のようにil+  i2+  i3+ ・・・と多少
のばらつきが予想される。操作者は一定心拍数の間、心
電信号と脈波信号の測定を続け、遅れ時間i1+  i
2+i3+ ・・・の平均値T6と心拍周期の平均値T
cを求めて計算機27に入力して記憶させておく。
When controlling the scan sequence in synchronization with the electrocardiogram signal, the operator must check the electrocardiogram detection circuit 3 before starting the scan.
The electrocardiographic signal and pulse wave signal of the subject detected by the pulse wave detection circuit 35 and inputted into the computer 27 are observed on the display device 33. FIG. 2 shows the relationship between the electrocardiogram signal and the pulse wave signal. In the figure, (a) is a diagram of an electrocardiogram signal that is the output signal of the electrocardiogram detection circuit 34, and (b) is a diagram of the trigger 40 by the R wave generated based on the R wave 10 of the electrocardiogram signal in (a). FIG. 5C is a diagram showing a pulse wave 41 detected by the pulse wave detection circuit 35. FIG. Since the heart and the pulse wave detection point are far apart, the pulse wave 41 is detected with a phase delay corresponding to the transmission time from when blood is pumped out from the heart to when it reaches the pulse wave detection point. Although this phase delay time is approximately constant for each device and patient, it is expected that there will be some variation as shown in the figure, such as il+i2+i3+... The operator continues measuring the electrocardiogram signal and pulse wave signal during a constant heart rate, and the delay time i1+i
2+i3+ ... average value T6 and heartbeat cycle average value T
Find c, input it into the calculator 27, and store it.

Ta、T−が得られたらこの後心電信号を採取しなくて
もよい。
Once Ta and T- are obtained, it is not necessary to collect electrocardiographic signals thereafter.

操作者は所望する心拍の位相又は位相の範囲を操作コン
ソール32により計算機27に入力して指定する。この
指定はR波10間の間隔の%等の割合で指定するように
すればよい。計算機27は操作コンソール32により入
力された設定値に基づき制御信号を発生し、シーケンス
記憶回路26に送る。シーケンス記憶回路26は前記の
信号に基づき勾配磁場駆動回路23、ゲート変調回路2
8を制御しシネスキャンのシーケンスで脈波信号に基づ
き作られたトリガによりスキャンが開始される。このと
き指定された位相もシーケンス記憶回路26に送られて
シーケンスに組み入れられる。
The operator specifies the desired heartbeat phase or phase range by inputting it into the calculator 27 using the operation console 32. This specification may be made by specifying a ratio such as % of the interval between 10 R waves. The computer 27 generates a control signal based on the set value input through the operation console 32 and sends it to the sequence storage circuit 26. The sequence storage circuit 26 stores the gradient magnetic field drive circuit 23 and the gate modulation circuit 2 based on the above-mentioned signals.
8, and a scan is started by a trigger generated based on a pulse wave signal in a cine scan sequence. The phase designated at this time is also sent to the sequence storage circuit 26 and incorporated into the sequence.

シネスキャンのシーケンスで収集されたエコー信号は前
置増幅器25で増幅され、位相検波器30で検波され、
AD変換器31でディジタル信号に変換されて計算機2
7に入力される。この時、位相エンコード量の切り替え
タイミングは、勾配ノイズの影響を受けない脈波信号か
ら生成されるトリガを用いる。
The echo signals collected in the cine scan sequence are amplified by a preamplifier 25, detected by a phase detector 30,
It is converted into a digital signal by the AD converter 31 and sent to the computer 2.
7 is input. At this time, the switching timing of the phase encode amount uses a trigger generated from a pulse wave signal that is not affected by gradient noise.

このようにすることにより、第3図に示すように、位相
エンコード量切り替えのタイミングは脈波信号により生
成されたトリガ信号から分かっており、又、本来あるべ
きR波のタイミングは、脈波信号のR波10からの平均
遅れ時間Tdが記憶されているため、上記トリガ信号か
ら計算して求めることができるので、各位相エンコード
量に対し、操作者が指定して、計算機27に入力した所
望の心拍位相におけるデータを得ることができる。
By doing this, as shown in Fig. 3, the timing of switching the phase encode amount is known from the trigger signal generated by the pulse wave signal, and the timing of the R wave that should be originally is determined by the pulse wave signal. Since the average delay time Td from the R wave 10 is stored, it can be calculated from the trigger signal. It is possible to obtain data at each heartbeat phase.

第3図において、(イ)は脈波信号に基づいて生成され
た脈波によるトリガ42を示す図、(ロ)は(イ)のト
リガ信号により切り替えられる位相エンコードを示す図
、(ハ)は第2図において測定された心電信号のR波1
0からの脈波信号の遅れ時間の平均値Tdだけ脈波によ
るトリガ42を基にして時間を早めて推定されるR波4
3のあるベき時間的位置を示した図である。従って、所
望の心拍位相におけるデータは、(ハ)の推定されるR
波43の間隔に対する指定の割合における心拍位相点で
得られる。
In FIG. 3, (a) is a diagram showing the trigger 42 by the pulse wave generated based on the pulse wave signal, (b) is a diagram showing the phase encode switched by the trigger signal of (a), and (c) is a diagram showing the trigger 42 by the pulse wave generated based on the pulse wave signal. R wave 1 of the electrocardiogram signal measured in Figure 2
The R wave 4 is estimated by advancing the time based on the pulse wave trigger 42 by the average value Td of the delay time of the pulse wave signal from 0.
3 is a diagram showing a certain temporal position. Therefore, the data at the desired heartbeat phase is the estimated R of (c)
It is obtained at a heartbeat phase point at a specified percentage of the wave 43 interval.

ここで、心拍の周期が一定でないときは、第4図に示す
ようにそれぞれの位相エンコードに対する心拍位相デー
タが揃わない場合がある。第4図において、第3図と同
等の部分には同一の符号を付しである。(イ)は脈波に
よるトリガ42を示す図で、その間隔が不均一な場合を
示しである。
Here, when the period of the heartbeat is not constant, the heartbeat phase data for each phase encode may not be aligned, as shown in FIG. 4. In FIG. 4, parts equivalent to those in FIG. 3 are given the same reference numerals. (A) is a diagram showing a trigger 42 based on a pulse wave, and shows a case where the intervals are uneven.

(ロ)は脈波によるトリガ42に基づいて切り替える位
相エンコードの図で、位相エンコード量a。
(B) is a diagram of the phase encode that is switched based on the pulse wave trigger 42, and the phase encode amount a.

b、cの位相エンコードの持続時間はそれぞれτ1.τ
2.τ、である。(ハ)は脈波によるトリガ42から遅
れ時間Tdだlす早い時点にあると推定されるR波43
の位置を示す図で、以上の図は第3図と同様な図である
が、脈波の周期が不斉−な点が異なっている。(ニ)は
推定されるR波43の間隔のn%である所望の心拍位相
点の位置を示す図である。各心拍位相点の位置を01゜
θ2.θ、とすると、θ1.θ2.θ、はそれぞれ推定
されるR波43の位置からτ、Xn%。
The duration of phase encoding of b and c is τ1. τ
2. τ. (C) shows an R wave 43 which is estimated to be at an earlier point in time than the delay time Td from the pulse wave trigger 42.
This figure is similar to FIG. 3, except that the period of the pulse wave is asymmetric. (D) is a diagram showing the position of a desired heartbeat phase point that is n% of the estimated R wave 43 interval. The position of each heartbeat phase point is 01°θ2. If θ, then θ1. θ2. θ is τ and Xn% from the estimated position of the R wave 43, respectively.

τ2Xn%、τ3Xn%の値であって、図より明らかな
ようにτ2が小さいため、τ2Xn%の位置であるθ2
は位相エンコードbの中には入らず、位相エンコードa
の位置にあり、位相エンコードbにおける心拍位相デー
タが得られない。この場合、全位相エンコード量に関し
てスキャンが終了した時点で、指定心拍位相n%に対し
、全位相エンコード量のデータが揃っているかどうかを
チエツクする。第4図に示すようにデータの欠落があれ
ば、その位相エンコード量についてデータが得られるま
で、オーバスキャンを行う。このようにして所望の心拍
位相について全位相エンコード量のデータを揃えること
ができる。
The values of τ2Xn% and τ3Xn%, and as is clear from the figure, since τ2 is small, θ2, which is the position of τ2Xn%,
is not included in phase encode b, but is included in phase encode a
, and heartbeat phase data at phase encode b cannot be obtained. In this case, when the scan for all phase encode amounts is completed, it is checked whether data of all phase encode amounts are complete for designated heartbeat phase n%. As shown in FIG. 4, if data is missing, overscanning is performed until data is obtained for that phase encode amount. In this way, data for all phase encode amounts can be aligned for a desired heartbeat phase.

以上説明したように本実施例によれば、勾配ノイズの影
響を受けない方法でシネスキャンが実施できるので、位
相エンコード量切り替えのタイミングを誤りな(捉える
ことができる。このとき、勾配ノイズを除去するための
フィルタ等は不要である。又、心電信号のR波と、スキ
ャンに用いるトリガとのずれ時間を予め測定しておくの
で、心拍同期信号の採取にどのような方法を用いても、
所望の心拍位相像を得ることができる。
As explained above, according to this embodiment, cine scan can be performed in a method that is not affected by gradient noise, so it is possible to detect the timing of switching the phase encode amount incorrectly.At this time, the gradient noise can be removed. There is no need for a filter etc. to collect the heart rate synchronized signal.Also, since the time difference between the R wave of the electrocardiogram signal and the trigger used for scanning is measured in advance, it does not matter which method is used to collect the heart rate synchronized signal. ,
A desired heartbeat phase image can be obtained.

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。上
記実施例では、心拍に同期した信号として脈波信号を用
いたが、脈波信号の代りに心音を用いてもよい。このと
き採取した心音からトリガを生成する以外は前記実施例
と同様である。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments. In the above embodiment, a pulse wave signal is used as a signal synchronized with heartbeat, but a heart sound may be used instead of a pulse wave signal. This embodiment is the same as the previous embodiment except that a trigger is generated from the heart sounds collected at this time.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように本発明によれば、勾配電流に
よるノイズの影響を受けないで心臓の動きを検出し、そ
の心臓の動きに対する任意′の心拍位相の画像データを
得ることができるようになり、実用上の効果は大きい。
(Effects of the Invention) As described above in detail, according to the present invention, heart movement is detected without being affected by noise caused by gradient current, and image data of an arbitrary heartbeat phase with respect to the heart movement is obtained. The practical effect is great.

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

第1図は本発明の一実施例のMHIのブロック図、第2
図は心電信号と脈波信号の関係を示す図、第3図は脈波
から推定されるR波信号の位置を示す図、第4図は脈波
不斉−の場合の心拍位相点を示す図、第5図は通常のM
HIのパルスシーケンスの図、第6図は高速スキャン法
のパルスシーケンスの1例を示す図、第7図は従来のシ
ネスキャンによるデータ収集の説明図、第8図は心電波
形に勾配ノイズが重畳した心電波形の図である。 1・・・励起パルス  2・・・スライス勾配5・・・
SE倍信号  6・・・ワープ勾配8・・・リード勾配
  10・・・R波11・・・ノイズ   21・・・
マグネットアセンブリ22・・・静磁場電源 23・・
・勾配磁場駆動回路24・・・RFm力増幅器   2
5・・・前置増幅器26・・・シーケンス記憶回路 2
7・・・計算機29・・・RF発振回路    30・
・・位相検波器32・・・操作コンソール   33・
・・表示装置34・・・心電検出回路    35・・
・脈波検出回路41・・・脈波 42・・・脈波によるトリガ 43・・・推定されるR波 特許出願人 横河メディカルシステム株式会社第6図
FIG. 1 is a block diagram of an MHI according to an embodiment of the present invention, and FIG.
The figure shows the relationship between the electrocardiogram signal and the pulse wave signal, Figure 3 shows the position of the R wave signal estimated from the pulse wave, and Figure 4 shows the heartbeat phase point in the case of pulse wave asymmetry. The figure shown in Fig. 5 is a normal M
A diagram of the pulse sequence of HI, Figure 6 is a diagram showing an example of the pulse sequence of the high-speed scan method, Figure 7 is an explanatory diagram of data collection by conventional cine scan, and Figure 8 is a diagram showing gradient noise in the electrocardiogram waveform. It is a diagram of superimposed electrocardiographic waveforms. 1...Excitation pulse 2...Slice gradient 5...
SE multiplication signal 6... Warp gradient 8... Lead gradient 10... R wave 11... Noise 21...
Magnet assembly 22... Static magnetic field power supply 23...
・Gradient magnetic field drive circuit 24...RFm force amplifier 2
5... Preamplifier 26... Sequence storage circuit 2
7... Computer 29... RF oscillation circuit 30.
・・Phase detector 32・・Operation console 33・
... Display device 34 ... Electrocardiogram detection circuit 35 ...
・Pulse wave detection circuit 41... Pulse wave 42... Pulse wave trigger 43... Estimated R wave Patent applicant Yokogawa Medical Systems Co., Ltd. Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] シネスキャンを実現し得る磁気共鳴画像撮影装置におい
て、被検体から心電信号を取り出す心電信号検出手段と
、勾配ノイズの影響を受けない方法で被検体の心臓の拍
動信号を取り出す拍動検出手段と、前記拍動信号の前記
心電信号中の基準波からの遅れの平均時間を求める測定
手段と、前記拍動信号に基づいてトリガ信号を発生する
トリガ発生手段と、前記トリガ信号により位相エンコー
ド量を逐次切り替える手段と、前記測定手段の出力の遅
れ時間と前記トリガ信号とにより前記心電信号の基準波
の位置を推定する演算手段と、前記推定された基準波の
時間間隔に基づき測定すべき心拍位相点を決定する心拍
位相点決定手段とを具備することを特徴とする磁気共鳴
画像撮影装置。
In a magnetic resonance imaging apparatus capable of realizing cine scan, an electrocardiographic signal detection means for extracting an electrocardiographic signal from a subject, and a pulse detection means for extracting a pulse signal of the subject's heart using a method that is not affected by gradient noise. means for determining the average delay time of the pulsation signal from a reference wave in the electrocardiographic signal; trigger generation means for generating a trigger signal based on the pulsation signal; means for sequentially switching the encoding amount; a calculation means for estimating the position of the reference wave of the electrocardiographic signal based on the delay time of the output of the measuring means and the trigger signal; and measuring based on the time interval of the estimated reference wave. 1. A magnetic resonance imaging apparatus, comprising: a heartbeat phase point determining means for determining a heartbeat phase point to be detected.
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