JPH0321224A - Magnetic resonance imaging - Google Patents
Magnetic resonance imagingInfo
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- JPH0321224A JPH0321224A JP1155573A JP15557389A JPH0321224A JP H0321224 A JPH0321224 A JP H0321224A JP 1155573 A JP1155573 A JP 1155573A JP 15557389 A JP15557389 A JP 15557389A JP H0321224 A JPH0321224 A JP H0321224A
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- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、NMR(核磁気共鳴)、又はESR(電子
スピン共III)等を用いて被検体のスペクトルや断層
像を構成する磁気共鳴映像法に関し、特に被検体が撮像
視野より大きい場合に生じるエリアジングアーチファク
ト(折り返し偽像)を、信号収集シーケンスの違いによ
らず、空間分解能を劣化することなく除去できる磁気共
鳴映像法に関するものである.
[従来の技術]
従来より、静磁場中の被検体に対し、靜磁場と垂直な高
周波磁場パルス(以下、RFパルスという)と、静磁場
と平行な直交3軸(X Y Z )の傾斜磁場とを印加
して、被検体から誘起される磁気共鳴信号に基づく画像
データを所定数取得して、フーリエ変換により被検体の
所望のyJTN面を映像化する磁気共鳴映像装置は良く
知られている。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to magnetic resonance imaging that uses NMR (nuclear magnetic resonance), ESR (electron spin co-III), etc. to construct spectra and tomographic images of a subject. This article relates to a magnetic resonance imaging method that can eliminate aliasing artifacts (aliased artifacts) that occur when the subject is larger than the imaging field of view, regardless of differences in signal acquisition sequences, without deteriorating spatial resolution. .. [Prior Art] Conventionally, a high-frequency magnetic field pulse (hereinafter referred to as RF pulse) perpendicular to the static magnetic field and a gradient magnetic field along three orthogonal axes (X Y Z) parallel to the static magnetic field have been applied to a subject in a static magnetic field. A magnetic resonance imaging apparatus is well known that acquires a predetermined number of image data based on magnetic resonance signals induced from the subject by applying .
第4図は一般的な磁気共鳴装置を示すブロック図であり
、図において、人体などの被検体(1)は、Z軸方向の
静磁場を発生する静磁場発生装置(2)内に診察台(3
〉を介して配置されている.被検体(1〉に対してRF
パルスA(高周波エネルギ〉を印加し且つ被検体(1)
からの磁気共鳴信号(例えば、NMR信号)Bを受信す
る高周波コイル(4)は、整合装置(5)及び送受切換
装置(6)を介して送信機(7)及び受信機(8〉に接
続されている.
被検体(1)に対して直交3軸方向の傾斜磁堝G R
.Gp及びG.を印加する傾斜磁場コイル〈9〉、(1
1)及び(13)は、各傾斜磁場電源(10〉、(l2
)及び(14)に接続されている.ここでは、X軸傾斜
磁場を周波数エンコード用の信号読み出し磁場O R
, Y軸傾斜磁場を位相エンコード量を与える位相エン
コード磁堝G p , Z軸傾斜磁場を断層面指定用の
スライス磁堝G1とする.
シーケンス制御装置(15》は、診察台〈3)、送信機
(7)、受信機(8)、各傾斜磁場電源(10)、(1
2)及び(14)を含む装置全体を所定のシーケンスで
制御する.受信機(8)及びシーケンス制御装置(15
)に接続された計算機(16)は、画像構戒に必要なパ
ラメータ等を入力するための操作卓(17)を備えてお
り、画像構成用の制御データを生戒すると共に、演算処
理及び磁気共鳴信号Bの処理を行う.操作卓(17)に
は断層像表示用の画像表示装置(18〉が接続されてい
る.
次に、第5図のパルスシーケンス図を参照しながら、第
4図の装置を用いた従来の磁気共鳴映像法について説明
する.尚、第5図のパルスシーケンスは、第4図内の計
算機《16)にプログラムの一部として予め格納されて
おり、シーケンス制御装置(15)によって実行される
。又、ここでは、スビンエコー法により磁気共鳴信号B
を受信し、磁気共鳴信号Bに基づく画像データから2次
元フーリエ変換法を用いて断層像を構戒する場合を示す
.まず、被検休(1〉を高周波コイル(4)並びに各傾
斜磁場コイル(9〉、(11)及び〈13〉内に挿入し
、高周波コイル(4)及びZ軸傾斜磁場コイル〈13)
を駆動し、選択性の周波数を有する高周波磁場パルス(
RFパルス)^1及びスライス磁場0.1を被検体(1
3)に印加する.このRFパルス^1は、フリップ角度
が通常9G”であり、90°パルスと呼ばれる.これに
より、被検体(1》内の所望の断層面内の核スピンに高
周波エネルギが供給され、RFパルス^1の中心(ピー
ク)位置からスピンの位相が乱され始める.
続いて、反極性のスライス磁場aa2を印加して、スラ
イス方向にスピンの位相を揃える.このとき、スライス
磁場0.2は、そのパルス面積(斜線部》がRFパルス
A1のピーク以降のスライス磁場0.1のパルス面積と
一致するように印加され゛る.次に、Y軸傾斜磁場コイ
ル(11)を駆動して位相エンコード磁場Gpを印加し
、断層面内のY軸方向のスピンの位相を乱すと共に、X
軸傾斜磁場コイル(9》を駆動して信号読み出し磁場G
,11を印加する.
次に、フリップ角度が1800のRFパルス^2を印加
した後、Galと同極性の信号読み出し磁場G *.1
を印加しながら、磁気共鳴信号(スビンエコー信号)B
を受信する.この磁気共鳴信号Bは、高周波コイル(4
)から、送受切換装置(6)及び受信機(8〉を介して
計算機(16)内に取り込まれる.この信号収集シーケ
ンスにおいて、各信号読み出し磁場Gel及びGs2の
斜線部で示すパルス面積が一致した時点、即ち、90゜
パルスA1のピーク時刻からエコー時間TEだけ経過し
た時点で、磁気共鳴信号Bはピーク値となる.又、磁気
共鳴信号Bがピークとなるタイミングは、信号読み出し
磁場Glll及びRFパルスAの印加タイミングに依存
し、180°パルス^2は、90°パルス^1のピーク
時刻がらエコー時間TEの172だけ経過した時点でピ
ークとなるように印加される.
そして、画像データは、信号読み出し磁場GR2の中加
中に、所定数のサンプリング点により磁気共鳴信号Bを
サンプリングすることにより収集される.
以上の信号収集シーケンスは、位相エンコード磁場Gp
のパルス面積に相当する位相エンコード量を所定のピッ
チ(破線及び矢印参照)で順次変化させながら、所定画
素数N(例えば、256)仁対応する回数(信号収集回
数)だけ繰り返される.従って、最終的に楕或される断
層像の画素数がNXNの場合、1回の磁気共鳴信号Bに
対するサンプリング点はN個以上であり、又、磁気共鳴
信号Bの信号収集回数はN回である。FIG. 4 is a block diagram showing a general magnetic resonance apparatus. In the figure, a subject (1) such as a human body is placed on an examination table in a static magnetic field generator (2) that generates a static magnetic field in the Z-axis direction. (3
〉 RF for the object (1)
Apply pulse A (high frequency energy) and test object (1)
A high-frequency coil (4) receiving a magnetic resonance signal (for example, an NMR signal) B from the transmitter (7) and a receiver (8) is connected via a matching device (5) and a transmitting/receiving switching device (6). A tilted magnetic basin G R in three axes orthogonal to the test object (1)
.. Gp and G.P. Gradient magnetic field coil <9>, (1
1) and (13) are each gradient magnetic field power supply (10>, (l2
) and (14). Here, the X-axis gradient magnetic field is used as the signal readout magnetic field for frequency encoding OR
, the Y-axis gradient magnetic field is a phase encoding magnetic potion G p that provides a phase encode amount, and the Z-axis gradient magnetic field is a slice magnetic potion G1 for specifying a tomographic plane. The sequence control device (15) includes an examination table (3), a transmitter (7), a receiver (8), each gradient magnetic field power source (10), (1
The entire device including 2) and (14) is controlled in a predetermined sequence. Receiver (8) and sequence control device (15)
The computer (16) connected to Process resonance signal B. An image display device (18) for displaying tomographic images is connected to the operation console (17).Next, while referring to the pulse sequence diagram in FIG. The resonance imaging method will be explained.The pulse sequence shown in FIG. 5 is stored in advance as part of a program in the computer (16) in FIG. 4, and is executed by the sequence control device (15). In addition, here, magnetic resonance signal B is obtained using the Subin echo method.
A case is shown in which a tomographic image is constructed using the two-dimensional Fourier transform method from the image data based on the magnetic resonance signal B. First, insert the test tube (1) into the high frequency coil (4) and each gradient magnetic field coil (9>, (11) and <13>), and
and a high-frequency magnetic field pulse with a selective frequency (
RF pulse)^1 and slice magnetic field 0.1 to the subject (1
3). This RF pulse ^1 usually has a flip angle of 9G" and is called a 90° pulse. As a result, high-frequency energy is supplied to the nuclear spins in the desired cross-sectional plane in the object (1), and the RF pulse ^1 The phase of the spins begins to be disturbed from the center (peak) position of The pulse area (shaded area) is applied so that it matches the pulse area of 0.1 slice magnetic field after the peak of RF pulse A1.Next, the Y-axis gradient magnetic field coil (11) is driven to generate a phase encode magnetic field. Gp is applied to disturb the phase of the spin in the Y-axis direction within the tomographic plane, and
Drive the axial gradient magnetic field coil (9) to generate a signal readout magnetic field G
, 11 are applied. Next, after applying an RF pulse ^2 with a flip angle of 1800, a signal readout magnetic field G*. of the same polarity as Gal is applied. 1
While applying the magnetic resonance signal (Subin echo signal) B
Receive. This magnetic resonance signal B is transmitted to the high frequency coil (4
) from the transmitter/receiver switching device (6) and the receiver (8>) into the computer (16). In this signal collection sequence, the pulse areas shown by the shaded areas of each signal readout magnetic field Gel and Gs2 coincide. In other words, when the echo time TE has elapsed from the peak time of the 90° pulse A1, the magnetic resonance signal B reaches its peak value.The timing at which the magnetic resonance signal B reaches its peak is determined by the signal readout magnetic field Gll and the RF Depending on the application timing of pulse A, the 180° pulse ^2 is applied so that it reaches its peak at the time when 172 of the echo time TE has elapsed from the peak time of the 90° pulse ^1.Then, the image data is The magnetic resonance signal B is collected by sampling the magnetic resonance signal B at a predetermined number of sampling points during the application of the signal readout magnetic field GR2.
While sequentially changing the phase encode amount corresponding to the pulse area at a predetermined pitch (see broken lines and arrows), the process is repeated a number of times (signal collection number) corresponding to a predetermined number of pixels N (for example, 256). Therefore, when the number of pixels of the final elliptical tomographic image is N be.
そして、N回の信号収集シーケンスを実行した後、計算
機(16)は、磁気共鳴信号Bに基づく画像データのパ
ルス列を2次元フーリエ変換して所望のマトリックスサ
イズNXNの断層像を再構成し、画像表示装置(18〉
に表示する.
例えば、各シーケンス毎に変化する位相エンコード磁場
Gpの強度は、核磁気共鳴比をγ、位相エンコード方向
の撮像視野(以下、単に視野という)をLP、位相エン
コード方向のマトリクスサイズをNpとすると、
γLpSGp−dt=2−π ・・・■但し、
輸= Np/2、NP/2−1 ,・・・、1,O,−
1,・・・、−Np/2+1を満たすように順次変化さ
れる.従って、位相エンコード磁場Gpの変化量ΔGp
は、
SΔG1dt=2π/(γ・2LP) ・・・■とな
る。After executing the signal acquisition sequence N times, the computer (16) performs a two-dimensional Fourier transform on the pulse train of image data based on the magnetic resonance signal B to reconstruct a tomographic image with a desired matrix size NXN, and image Display device (18)
Display on . For example, the strength of the phase encoding magnetic field Gp that changes for each sequence is expressed as follows: where the nuclear magnetic resonance ratio is γ, the imaging field of view in the phase encoding direction (hereinafter simply referred to as the field of view) is LP, and the matrix size in the phase encoding direction is Np. γLpSGp-dt=2-π...■However,
Import = Np/2, NP/2-1,..., 1,O,-
1,..., -Np/2+1 is sequentially changed. Therefore, the amount of change ΔGp in the phase encode magnetic field Gp
is SΔG1dt=2π/(γ・2LP)...■.
計算機〈16)は、複数の磁気共鳴信号Bに基づく撮像
データを2次元フーリエ変換し、マトリクスサイズがN
+txNpの所望のスライス面の断層画像として再i戊
する。通常、周波数エンコード方向のマトリクスサイズ
NRは、位相エンコード方向のマトリクスサイズN,と
等しい。The computer <16) performs two-dimensional Fourier transform on the imaging data based on the plurality of magnetic resonance signals B, and the matrix size is N.
A tomographic image of a desired slice plane of +txNp is then extracted again. Usually, the matrix size NR in the frequency encoding direction is equal to the matrix size N in the phase encoding direction.
しかし、一般に、被検体(1)のサイズは、視野N.及
びNpと一致せず、特に第6図のように位相エンコード
方向くY軸方向)の被検体サイズが視野L,より大きい
場合は、非撮像部分の折り返し画像によって第7図のよ
うなエリアジングアーチファクトB’(斜線部)が発生
する。なぜなら、l80゜パルス^之を印加したときに
、位相エンコード方向に対するスライス領域外のスピン
も励起され、磁気共鳴信号Bに寄与するからである.
このようなエリアジングアーチファクトを除去するため
に、マトリクスサイズNp及び視野Lpを大きく設定し
て撮像し、そのうちの中心部のマトリクスサイズ及び視
野分の撮像データを取得する方法が考えられる.しかし
、この場合、■式から明らかなように、位相エンコード
磁場G9の最小変化量ΔGpが小さくなるため、雑音信
号の影響が大きくなり空間分解能は劣化する.
又、第5図に破線で示したように、180゜パルス^2
の印加時に位相エンコード磁場GP′を印加して、位相
エンコード方向に更にスライスすることにより、スライ
ス領域以外の励起を防止する方法も考えられる。However, in general, the size of the subject (1) is determined by the field of view N. If the size of the subject in the phase encoding direction (Y-axis direction) is larger than the field of view L as shown in Fig. 6, aliasing as shown in Fig. 7 may occur due to the folded image of the non-imaging part. Artifact B' (shaded area) occurs. This is because when the l80° pulse is applied, spins outside the slice region in the phase encoding direction are also excited and contribute to the magnetic resonance signal B. In order to remove such aliasing artifacts, a method can be considered in which the matrix size Np and the field of view Lp are set large, and the image is captured, and the imaged data for the matrix size and field of view at the center is acquired. However, in this case, as is clear from equation (2), the minimum amount of change ΔGp of the phase encode magnetic field G9 becomes small, so the influence of the noise signal increases and the spatial resolution deteriorates. Also, as shown by the broken line in Figure 5, the 180° pulse^2
It is also conceivable to apply a phase encode magnetic field GP' at the time of application of , and further slice in the phase encode direction, thereby preventing excitation in areas other than the sliced region.
しかし、この方法は、RFパルスAの周波数を変化させ
ながら信号収集シーケンスを繰り返すマルチスライス法
に対しては、他のスライス面に影響を及ぼすため適用す
ることができない。又、ローフリップアングルのRFパ
ルスAを印加して高速化を実現したグラジェントフィー
ルドエコー法に対しては、180″′パルスが用いられ
ていないため適用することができない。However, this method cannot be applied to a multi-slice method in which the signal acquisition sequence is repeated while changing the frequency of the RF pulse A because it affects other slice planes. Further, it cannot be applied to the gradient field echo method, which achieves high speed by applying the RF pulse A with a low flip angle, because the 180'' pulse is not used.
[発明が解決しようとする問題点]
従来の磁気共鳴映像法は以上のように、位相エンコード
方向の視野L,の外側に被検体(1)が存在すると、視
野LP内の位相エンコード量と区別がつかないため、折
り返し画像として視野L内の画像に重なり、いわゆるエ
リアジングアーチファクトが生じるという問題点があっ
た。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional magnetic resonance imaging method, if the subject (1) exists outside the visual field L in the phase encoding direction, it is difficult to distinguish it from the phase encode amount within the visual field LP. Therefore, there is a problem in that the folded image overlaps the image within the field of view L, resulting in so-called aliasing artifacts.
又、これを防ぐため、視野Lp及びマトリクスサイズN
pを大きくすると、最小変化量ΔGeが小さくなり、空
間分解能が劣化するという問題点があった。In addition, to prevent this, the field of view Lp and matrix size N
When p is increased, the minimum amount of change ΔGe becomes smaller, resulting in a problem that the spatial resolution deteriorates.
更に、180”パルス^2の印加時に位相エンコード磁
場G p’(第5図破線参照〉を印加する方法は、マル
チスライス法やグラジェントフィールドエコー法等に適
用することができないという問題点があった.
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、信号収集シーケンスの違いによらず、空間分
解能を劣化することなくエリアジングアーチファクトを
除去し、高画質の映像を高速に復元することのできる磁
気共鳴映像法を得ることを目的とする。Furthermore, the method of applying the phase encode magnetic field G p' (see broken line in Figure 5) when applying the 180'' pulse^2 has the problem that it cannot be applied to the multi-slice method, gradient field echo method, etc. This invention was made to solve the above-mentioned problems, and it eliminates aliasing artifacts without degrading spatial resolution, regardless of differences in signal acquisition sequences, and allows high-quality images to be produced at high speed. The purpose of this study is to obtain magnetic resonance imaging that can be reconstructed.
[問題点を解決するための手段]
この発明に係る磁気共鳴映像法は、信号収集シーケンス
を実行する前に、飽和用位相エンコード磁場及び互いに
送信周波数の異なる一対の飽和用RFパルスを印加する
飽和シーケンスを実行し、撮像対象となる位相エンコー
ド方向の視野の外側の領域を励起するようにしたもので
ある.[作用]
この発明においては、信号収集シーケンスを実行する前
に、視野の外側のスピンを予め選択的に飽和させ、マル
チスライス法やグラジェントフィールドエコー法等のい
かなる信号収集シーケンスに対しても、空間分解能を劣
化することなくエリアジングアーチファクトの発生を防
止する.これにより、位相エンコード方向の視野が小さ
い場合には、位相エンコード数が節減されて高速化又は
SN比の向上が実現する.
[実施例]
以下、前述と同様に、スピンエコー法により磁気共鳴信
号Bを受信し、2次元フーリエ変換法により画像構戒す
る場合を例にとって、この発明の一実施例を図について
説明する.尚、この発明が適用される磁気共鳴装置は第
4図に示した通りであり、信号収集シーケンスは従来通
りの一般的なものである.従って、第4図のシーケンス
制御装置(15)又は計算機(16〉内の一部のプログ
ラム及びメモリを入れ換えるか、新たなプログラムを追
加すればよい.
第1図はこの発明の一実施例を示すパルスシーケンス図
、第2図はこの発明におけるシーケンス制御装置(15
)及び計算機(16)の動作を示すフローチャート図で
ある.又、第3図は被検体(1)内の撮像視野Lp及び
飽和領′域LP’のスピン状態を示す説明図であり、第
6図のように視野をL a X L p(マトリクスサ
イズをN*xNp)とした場合を示している.尚、ここ
では、信号収集シーケンスとして、マルチスライス法を
適用した場合を示している.
まず、操作卓(l7)を介して、マルチスライス数n、
スライス厚さd、スライスピッチΔS、位相エンコード
方向視野L.及び周波数エンコード視野L7を入力し、
初期設定を行う(ステップS1).計算機(16)は、
各入力値に基づいて、スライス磁場G.、信号読み出し
磁場G8及び位相エンコード磁場G,の強度を算出する
と共に(ステップS2)、マルチスライスの各スライス
に対応するRFパルス^1及び^2の送信周波数を導出
する(ステップS3).又、飽和用位相エンコード磁場
Gp’の強度を算出すると共に(ステップS4),位相
エンコード方向に対する飽和用RFパルス^11及び^
12の送信周波数fst及びfslを求め(ステップS
5).更に、信号収集シーケンスに対する最初の位相エ
ンコード量を設定する(ステップS6).
尚、ステップS5で導出される飽和用RFパルス^11
の送信周波数fs’1及びrs2は、信号収集シーケン
ス時のRFパルス^1及びA2の送信周波数foからの
周波数シフト量に相当し、
fst=(?’/2ff)・Gp”(L=/2)+fs
inc ・・−■fs4==fsl
・ ・・・■で表わされる.但し・、γは核磁気
共鳴比、G1は飽和用位相エンコード磁場,Ltは位相
エンコード方向の視野、fsincは飽和用RFパルス
^11及び^12?siM周波数、Lp”は飽和領域の
位相エンコード方向のサイズであり、飽和用位相エンコ
ード磁場Gp”は、
G p”= 4r ・fsinc/ r L pで表わ
される.
以下、シーケンス制御装置(15〉は、計算機(16〉
から伝送された飽和シーケンス用及び信号収集シーケン
ス用の磁場制御データに基づいて、第1図の信号収集シ
ーケンスを実行し、所定の画像一データを全て収集する
.尚、RFパルス及び傾斜磁場を印加する前の初期状態
において、被検体(1〉内のスピンは、第3図(a)の
矢印ように、撮像視野L.及び飽和領域Lp″にかかわ
らず、静磁場に従う熟平衡状態にあり、全て縦方向を向
いている.ここで、飽和領域L■″及びLP2″の励起
を行い(ステップS7)、第3図(b)のように、各飽
和領域L p l″及びLea−のスピンを904倒す
.即ち、飽和用位相エンコード磁場GP”を印加しなが
ら、■式の送信周波数fslを有する飽和用RFパルス
^11(90”パルス〉を印加して、第1の飽和領域L
.″のスビンを90゜倒し、続いて、■式の送信周波数
fs2の飽和用RFパルスA12(90゜パルス)を印
加して、第2の飽和領域L,“のスピンを90゜倒す.
その後、飽和用位相エンコード磁場GP″を更に印加す
ることにより(斜線部)、第3図(c)→(d)のよう
に、飽和領域L.″及びLP2″のスピンの位相を乱し
(ディフェーズ:dephaseと呼ばれる〉、飽和状
態として、スピンの縦方向戒分を非常に小さくする.
こうして飽和シーケンスが終了した後、通常の信号収集
シーケンスを行い、各スライスの磁気共鳴信号Bを収集
する(ステップS8).このとき、撮像視野LP及び飽
和領域L,″内のスピンが、RFパルス^1により90
″倒されるが、撮像視野Lpのスピンのみが、後に受信
される磁気共鳴信号B(画像化〉に寄与し、飽和領域L
P″のスピンは、第3図(e)のように磁気共鳴信号B
にほとんど寄与しない.従って、後の画像化において、
位相エンコード視野L,以外〈飽和領域t, p−>の
画像が視野LP内に重なることはない.
この場合、マルチスライス法であるため、RFパルス^
1及び^2の送信周波数を、スライスビッチΔSに対応
させてシフトさせながら、磁気共鳴信号Bを繰り返し受
信する。[Means for Solving the Problems] The magnetic resonance imaging method according to the present invention is characterized in that, before executing a signal acquisition sequence, a saturation phase encoding magnetic field and a pair of saturation RF pulses having different transmission frequencies are applied. The sequence is executed to excite the area outside the field of view in the phase encoding direction that is the imaging target. [Operation] In the present invention, spins outside the field of view are selectively saturated in advance before a signal acquisition sequence is executed, and for any signal acquisition sequence such as a multi-slice method or a gradient field echo method, Prevent aliasing artifacts from occurring without degrading spatial resolution. As a result, when the field of view in the phase encoding direction is small, the number of phase encodes can be reduced and speeding up or an improvement in the S/N ratio can be realized. [Embodiment] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, taking as an example the case where the magnetic resonance signal B is received by the spin echo method and the image is reconstructed by the two-dimensional Fourier transform method, as described above. The magnetic resonance apparatus to which this invention is applied is shown in FIG. 4, and the signal acquisition sequence is the conventional one. Therefore, it is only necessary to replace some of the programs and memory in the sequence control device (15) or the computer (16) shown in Fig. 4, or to add a new program. Fig. 1 shows an embodiment of the present invention. Pulse sequence diagram, Fig. 2 shows the sequence control device (15) in this invention.
) and the operation of the computer (16). Moreover, FIG. 3 is an explanatory diagram showing the spin state of the imaging field of view Lp and the saturated region LP' in the subject (1), and as shown in FIG. The case where N*xNp) is shown. Note that this example shows the case where the multi-slice method is applied as the signal acquisition sequence. First, the number of multi-slices n,
Slice thickness d, slice pitch ΔS, phase encoding direction field of view L. and frequency encoded field of view L7,
Perform initial settings (step S1). The calculator (16) is
Based on each input value, the slice magnetic field G. , the intensities of the signal readout magnetic field G8 and the phase encode magnetic field G are calculated (step S2), and the transmission frequencies of the RF pulses ^1 and ^2 corresponding to each slice of the multi-slice are derived (step S3). Furthermore, the intensity of the saturation phase encoding magnetic field Gp' is calculated (step S4), and the saturation RF pulses ^11 and ^ in the phase encoding direction are calculated.
12 transmission frequencies fst and fsl are determined (step S
5). Furthermore, an initial phase encode amount for the signal acquisition sequence is set (step S6). Note that the saturation RF pulse ^11 derived in step S5
The transmission frequencies fs'1 and rs2 correspond to the amount of frequency shift from the transmission frequency fo of the RF pulses ^1 and A2 during the signal collection sequence, fst=(?'/2ff)・Gp"(L=/2 )+fs
inc...-■fs4==fsl
・ ...Represented by ■. However, γ is the nuclear magnetic resonance ratio, G1 is the phase encoding magnetic field for saturation, Lt is the field of view in the phase encoding direction, and fsinc is the RF pulse for saturation ^11 and ^12? The siM frequency, Lp'' is the size of the saturation region in the phase encoding direction, and the saturation phase encoding magnetic field Gp'' is expressed as Gp''=4r・fsinc/rLp.Hereinafter, the sequence control device (15) is , calculator (16)
Based on the magnetic field control data for the saturation sequence and the signal acquisition sequence transmitted from the controller, the signal acquisition sequence shown in Fig. 1 is executed, and all predetermined image data are acquired. In addition, in the initial state before applying the RF pulse and gradient magnetic field, the spins within the object (1) are as shown by the arrow in FIG. 3(a), regardless of the imaging field of view L. and the saturation region Lp'' They are in a ripe equilibrium state following the static magnetic field, and are all oriented in the vertical direction.Here, the saturated regions L'' and LP2'' are excited (step S7), and as shown in Figure 3(b), each saturated region is In other words, while applying the saturation phase encode magnetic field GP'', the saturation RF pulse ^11 (90'' pulse) having the transmission frequency fsl of the formula (■) is applied. , first saturation region L
.. The spin of the second saturation region L, " is tilted by 90 degrees, and then the saturation RF pulse A12 (90 degrees pulse) of the transmission frequency fs2 of formula (2) is applied to tilt the spin of the second saturation region L, " by 90 degrees. Thereafter, by further applying the saturation phase encoding magnetic field GP'' (shaded area), the phases of the spins in the saturation regions L.'' and LP2'' are disturbed ( Dephasing (called dephase) makes the longitudinal division of the spins very small as a saturated state. After the saturation sequence is thus completed, a normal signal acquisition sequence is performed to collect the magnetic resonance signal B of each slice. (Step S8) At this time, the spins within the imaging field of view LP and the saturation region L,'' are changed to 90 by the RF pulse ^1.
``However, only the spins in the imaging field of view Lp contribute to the later received magnetic resonance signal B (imaging), and the saturated region L
The spin of P'' is the magnetic resonance signal B as shown in Fig. 3(e).
It makes little contribution to Therefore, in subsequent imaging,
Images in <saturated regions t, p-> other than the phase encoding visual field L do not overlap within the visual field LP. In this case, since it is a multi-slice method, the RF pulse ^
The magnetic resonance signal B is repeatedly received while the transmission frequencies of 1 and ^2 are shifted in accordance with the slice pitch ΔS.
又、180゜パルス^2と共にスライス磁場Gs1.2
を印加し、対象スライス以外のスピンを励起しないよう
にしており、90°パルス^1の斜線部によるスピンの
位相乱れを揃えるために、180゜パルス^2を同じパ
ルス面積〈斜線部〉だけ長く印加している。Also, along with the 180° pulse ^2, the slice magnetic field Gs1.2
is applied to avoid exciting spins other than the target slice, and in order to equalize the phase disturbance of the spins due to the shaded area of the 90° pulse ^1, the 180° pulse ^2 is made longer by the same pulse area (the shaded area). is being applied.
通常、画像化対象スピンの縦緩和時間T1は1秒〜数1
00一秒であり、マルチスライス信号収集シーケンスに
おける各繰り返し時間(数10m秒)より長いので、図
示したように、1回の飽和シーゲンスの後に複数回の信
号収集が可能となる。従って、飽和シーケンスの実行後
に数100+s秒だけ経過する前に、再び飽和シーケン
スを実行すればよい.そして、位相エンコードマトリク
スN,分だけの信号収集が終了したか否かを判定しくス
テップS9)、終了していなければ、次の位相工冫コー
ド量を設定した後(ステップStO) 、ステップS7
に戻る。又、終了していれば、各スライスの画像を再楕
或して(ステップS11〉、画像表示装置(18〉に表
示し(ステッ7’S12)、撮像パルスシーゲンスを終
了する。Usually, the longitudinal relaxation time T1 of the spin to be imaged is 1 second to several 1
001 seconds, which is longer than each repetition time (several tens of milliseconds) in a multi-slice signal acquisition sequence, so as shown in the figure, multiple signal acquisitions are possible after one saturation sequence. Therefore, the saturation sequence may be executed again before several 100+ seconds have passed after the execution of the saturation sequence. Then, it is determined whether or not the signal collection for the phase encode matrix N, has been completed (step S9). If not, the next phase encoder code amount is set (step StO), and then step S7
Return to If it has been completed, the image of each slice is re-elliptized (step S11) and displayed on the image display device (18) (step 7'S12), and the imaging pulse sequence is ended.
この結果、計算機(16)内のプログラム変更のみで、
必要に応じた信号収集シーケンスに基づいて、エリアジ
ングアーチファクトの抑制された所望の断層像が構成さ
れる.
このとき、画像化に必要な信号収集シーケンスに要する
撮像時間Tは、繰り返し時間をTRとすれば、
T=TRxNp
で表わされる.従って、画像化に必要な断層像領域の大
きさに応じて、位相エンコード視野LPの大きさを、周
波数エンコード方向視野Ll.lよりも小さく設定し、
又、位相エンコード視野Lpを小さくした分だけ位相エ
ンコードマトリクスN,を減少させれば、撮像時間Tを
短縮することができる。例えば、通常のように、各マト
リクスサイズNp及びNIIを、
N −= N *
と設定したときと比べて、(L,/L,l)倍に短縮で
きる.
このとき、■式より、位相エンコード磁場G2の最大値
G ,waxと、位相エンコード視野Lp及びマトリク
スサイズNPとの関係は、
7 L p 5 G pmax−dt= N px
−■であるから、最大位相エンコード磁場G pl
naXは、■式を満たすように設定される.
又、短縮された撮像時間Tにおいて、信号収集シーケン
スを更に繰り返して画像データの加算を行えば、断層像
のSN比を向上させることもできる.
尚、上記実施例では、飽和用位相エンコード磁場G1を
斜線部だけ長く印加して飽和領域L1の位相を乱したが
、続いて実行される通常の信号収集シーケンスにおいて
、位相エンコード磁場G9が印加されて飽和領域L1の
スピンの位相が乱されるので、飽和用位相エンコード磁
場G1の斜線部を印加しなくても同等の効果を奏する。As a result, by simply changing the program in the computer (16),
A desired tomographic image with suppressed aliasing artifacts is constructed based on the signal acquisition sequence as needed. At this time, the imaging time T required for the signal acquisition sequence required for imaging is expressed as T=TRxNp, where TR is the repetition time. Therefore, depending on the size of the tomographic image area required for imaging, the size of the phase encoding field of view LP is adjusted to the frequency encoding direction field of view Ll. Set smaller than l,
Moreover, the imaging time T can be shortened by reducing the phase encoding matrix N by the amount that the phase encoding field of view Lp is made smaller. For example, compared to the usual case where each matrix size Np and NII are set as N-=N*, it is possible to reduce the matrix size by a factor of (L,/L,l). At this time, from equation (2), the relationship between the maximum value G, wax of the phase encoding magnetic field G2, the phase encoding visual field Lp, and the matrix size NP is as follows: 7 L p 5 G pmax-dt= N px
−■, the maximum phase encoding magnetic field G pl
naX is set to satisfy the formula (■). Further, in the shortened imaging time T, if the signal acquisition sequence is further repeated and image data is added, the S/N ratio of the tomographic image can be improved. In the above embodiment, the phase encoding magnetic field G1 for saturation was applied for a long time by the shaded area to disturb the phase of the saturation region L1, but in the normal signal acquisition sequence that is subsequently executed, the phase encoding magnetic field G9 is applied. Since the phase of the spins in the saturation region L1 is disturbed, the same effect can be achieved even if the shaded portion of the saturation phase encode magnetic field G1 is not applied.
又、磁気共鳴信号Bがスビンエコー信号ノ場合を示した
が、180’″パルス^2及びスライス磁場0.12を
印加せずに受信されるグラジエントフィールドエコー信
号〈傾斜磁場エコー信号〉、又は電子スピン共鳴信号な
どであっても良い。例えば、倒れ角の小さい(ローフリ
ップアングルの)RFパルス^1を用いたグラジェント
フィールドエコー法等の高速撮像法においても、信号収
集シーケンスの前に視野Lpの外側を飽和させることに
より、上述と同様にエリアジングアーチファクトのない
画像が取得できる.
又、飽和用RFパルス^l1及び^12の送信周波数f
s.及びfstを、位相エンコード方向の中心周波数f
oから対称的にシフトさせたが、各送信周波数fsl及
びfs.を任意に設定すれば、位相エンコードの中心部
分のみならず、中心からずれた断層像を撮像対象とした
場合でもエリアジングアーチファクトのない画像を取得
することができる.
又、2次元フーリエ変換法により画像構成する場合につ
いて説明したが、3次元フーリエ変換法の場合でも同等
の効果を奏する.
更に、磁気共鳴信号Bに基づいて断層像を構成する場合
を示したが、特定の磁気共鳴信号Bを収集してスペクト
口スコピーを得る映像法の場合にも適用できる.
[発明の効果]
以上のようにこの発明によれば、信号収集シーケンスを
実行する前に、飽和用位相エンコード磁場を及び互いに
送信周波数の異なる一対の飽和用RFパルスを印加する
飽和シーケンスを実行し、撮像対象となる位相エンコー
ド方向の視野の外側の領域を予め励起して飽和させるよ
うにしたので、マlレ゜チスライス法やグラジエントフ
ィールドエコー法等のいかなる信号収集シーケンスに対
しても、空間分解能を劣化することなくエリアジングア
ーチファクトの発生を防止することができる。又、位相
エンコード方向の視野が小さい場合には、必要な位相エ
ンコード数が節減されるので、高速化又はSN比の向上
を実現することができる.従って、シーケンス制御装置
及び計算機を含む従来システムを用いて、特にコストア
ップすることもなく、エリアジングアーチファクトを抑
制した高画質の映像を高速に復元することのできる磁気
共鳴映像法が得られる効果がある。In addition, although we have shown the case where the magnetic resonance signal B is a Subin echo signal, it is a gradient field echo signal (gradient magnetic field echo signal) received without applying a 180''' pulse^2 and a slice magnetic field of 0.12, or an electron spin It may also be a resonance signal, etc.For example, even in high-speed imaging methods such as the gradient field echo method using RF pulses with a small tilt angle (low flip angle), the field of view Lp is By saturating the outside, an image without aliasing artifacts can be obtained in the same way as described above. Also, the transmission frequency f of the saturation RF pulses ^l1 and ^12
s. and fst, the center frequency f in the phase encoding direction
o, but each transmission frequency fsl and fs. By setting arbitrarily, it is possible to obtain images without aliasing artifacts not only in the central part of phase encoding but also when tomographic images shifted from the center are to be imaged. Further, although the case where the image is constructed using the two-dimensional Fourier transform method has been described, the same effect can be achieved even in the case of the three-dimensional Fourier transform method. Further, although the case where a tomographic image is constructed based on the magnetic resonance signal B has been shown, the present invention can also be applied to the case of an imaging method in which a specific magnetic resonance signal B is collected to obtain a spectral orescope. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, before executing a signal acquisition sequence, a saturation sequence is executed in which a saturation phase encode magnetic field and a pair of saturation RF pulses having different transmission frequencies are applied. Since the area outside the field of view in the phase encoding direction to be imaged is excited and saturated in advance, the spatial resolution can be improved for any signal acquisition sequence such as the multi-slice method or the gradient field echo method. It is possible to prevent the occurrence of aliasing artifacts without deteriorating the image quality. Furthermore, when the field of view in the phase encoding direction is small, the number of required phase encodes can be reduced, making it possible to increase speed or improve the S/N ratio. Therefore, using a conventional system including a sequence control device and a computer, it is possible to obtain a magnetic resonance imaging method that can quickly restore high-quality images with suppressed aliasing artifacts without increasing costs. be.
第1図はこの発明の一実施例を示すパルスシーケンス図
、第2図は第1図のパルスシーケンスにより画像化する
動作を説明するためのフローチャート図、第3図は第1
図内の飽和シーケンスによって変化する飽和領域のスピ
ンの状態を示す説明図、第4図は一般的な磁気共鳴装置
を示すブロック図、第5図は従来の磁気共鳴映像法を示
すパルスシーケンス図、第6図は位相エンコード方向及
び周波数エンコード方向の視野を示す説明図、第7図は
従来方法により生じるエリアジングアーチファクトを示
す説明図である。
(1〉・・・被検体 A・・・RFパルス^1
1,^12・・・飽和用RFパルスB・・・磁気共鳴信
号
B′・・・エリアジングアーチファクトG1・・スライ
ス磁場
G1・・位相エンコード磁場
G1・・・飽和用位相エンコード磁場
G1・・信号読み出し磁場
L1・・位相エンコード方向の撮像視野LPI”、Ll
l!・・・飽和領域
S7・・・飽和領域を励起するステップS8・・・信号
収集するステップ
Sll・・・断層像の画像を再構成するステップ尚、図
中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
第
3
図
1
第
4
図
?
事件の表示
特願平
1−155573号
発明の名称
磁気共鳴映像法
補正をする者
事件との関係 特許出願人
住 所 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号
名 称 (601)三菱電機株式会社代表者 志岐守
哉FIG. 1 is a pulse sequence diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart diagram for explaining the operation of imaging by the pulse sequence of FIG.
An explanatory diagram showing the spin state in the saturation region that changes depending on the saturation sequence in the figure, FIG. 4 is a block diagram showing a general magnetic resonance apparatus, and FIG. 5 is a pulse sequence diagram showing the conventional magnetic resonance imaging method. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the field of view in the phase encoding direction and the frequency encoding direction, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing aliasing artifacts caused by the conventional method. (1>...Object A...RF pulse^1
1,^12...RF pulse for saturation B...Magnetic resonance signal B'...Aliasing artifact G1...Slice magnetic field G1...Phase encode magnetic field G1...Phase encode magnetic field for saturation G1...Signal Readout magnetic field L1: Imaging field of view LPI in the phase encoding direction, Ll
l! ... Saturated region S7... Step S8 of exciting the saturated region... Step S11 of signal collection... Step Sll... Step of reconstructing the tomographic image. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. . Figure 3 Figure 1 Figure 4? Display of the case Patent application No. 1-155573 Name of the invention Person who makes magnetic resonance imaging correction Relationship to the case Patent applicant address 2-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Name (601) Mitsubishi Electric Corporation Representative Moriya Shiki
Claims (1)
ス磁場、位相エンコード量を与える位相エンコード磁場
及び周波数エンコード用の信号読み出し磁場からなる傾
斜磁場とを印加して、前記被検体から磁気共鳴信号を受
信する信号収集シーケンスを、前記位相エンコード量を
変化させながら複数回繰り返し、前記被検体の所望の断
層像を構成する磁気共鳴映像法において、 前記信号収集シーケンスの前に、 飽和用位相エンコード磁場及び互いに送信周波数の異な
る一対の飽和用RFパルスを印加する飽和シーケンスを
実行し、 撮像対象となる位相エンコード方向の視野の外側の領域
を励起するようにしたことを特徴とする磁気共鳴映像法
。[Claims] Applying an RF pulse and a gradient magnetic field consisting of a slice magnetic field for specifying a tomographic plane, a phase encoding magnetic field giving a phase encoding amount, and a signal readout magnetic field for frequency encoding to the subject, In magnetic resonance imaging, in which a signal collection sequence of receiving magnetic resonance signals from a subject is repeated multiple times while changing the amount of phase encoding to construct a desired tomographic image of the subject, before the signal collection sequence. , A saturation sequence is executed in which a saturation phase encoding magnetic field and a pair of saturation RF pulses having different transmission frequencies are applied to excite an area outside the field of view in the phase encoding direction to be imaged. magnetic resonance imaging.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1155573A JPH0321224A (en) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | Magnetic resonance imaging |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1155573A JPH0321224A (en) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | Magnetic resonance imaging |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0321224A true JPH0321224A (en) | 1991-01-30 |
Family
ID=15609001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1155573A Pending JPH0321224A (en) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | Magnetic resonance imaging |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0321224A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001120518A (en) * | 1999-09-08 | 2001-05-08 | General Electric Co <Ge> | Method and apparatus for MR perfusion image acquisition using notched RF saturation pulse |
| JP2008259749A (en) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Hitachi Medical Corp | Magnetic resonance imaging system |
| WO2009125842A1 (en) | 2008-04-10 | 2009-10-15 | 株式会社ブリヂストン | Tire for heavy loads |
| JP2012192216A (en) * | 2012-07-09 | 2012-10-11 | Toshiba Corp | Magnetic resonance imaging apparatus |
-
1989
- 1989-06-20 JP JP1155573A patent/JPH0321224A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001120518A (en) * | 1999-09-08 | 2001-05-08 | General Electric Co <Ge> | Method and apparatus for MR perfusion image acquisition using notched RF saturation pulse |
| JP2008259749A (en) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Hitachi Medical Corp | Magnetic resonance imaging system |
| WO2009125842A1 (en) | 2008-04-10 | 2009-10-15 | 株式会社ブリヂストン | Tire for heavy loads |
| JP2012192216A (en) * | 2012-07-09 | 2012-10-11 | Toshiba Corp | Magnetic resonance imaging apparatus |
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