JPH0577417B2 - - Google Patents

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JPH0577417B2
JPH0577417B2 JP59281111A JP28111184A JPH0577417B2 JP H0577417 B2 JPH0577417 B2 JP H0577417B2 JP 59281111 A JP59281111 A JP 59281111A JP 28111184 A JP28111184 A JP 28111184A JP H0577417 B2 JPH0577417 B2 JP H0577417B2
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JP
Japan
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magnetic field
gradient
static magnetic
signal
gradient magnetic
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JP59281111A
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Fumitoshi Kojima
Michio Mitomi
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • 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
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/565Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities
    • G01R33/56563Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities caused by a distortion of the main magnetic field B0, e.g. temporal variation of the magnitude or spatial inhomogeneity of B0

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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

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MRイメージング装置にかかり、特
に、静磁場の不均一性を高精度に補正して、空間
分解能の高いMR像を得るようにしたMRイメー
ジング装置に関する。
〔発明の技術的背景〕
例えば診断用のMRイメージング装置では、被
検体の或る特定の位置における断層像、即ち、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。
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。
ω0=γH0 ……(1) この(1)式において、γは磁気回転比であり原子
核の種類に固有のものである。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局
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垂直的な傾斜を
持つ線型磁場勾配GXYを、図示していないコイル
等により作用させると、被検体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、即ち上記等磁場線
に平行な軸上への一次元像の投影情報を得る。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の合成比を変化させる
ことによつて行なう。)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。
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う磁場勾配の印加シーケンス
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。
ところで、この種のMRイメージング装置にお
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静磁場の均一性
を維持するのが困難であり、このため時間の経過
とともに静磁場が不均一になつてゆく傾向があ
る。静磁場が完全には、均一でないとすると、試
料中の異なつた部分の核は少しづつ異なつた磁場
を感じることになり、(1)式よりわかるように少し
づつ異なつた角周波数で共鳴する。このために、
静磁場の不均一性により角周波数の広がりをもつ
結果として得られる画像に歪みを生じる。したが
つてこの種の装置においては、静磁場の均一性を
高精度に維持する必要がある。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に基づいてなされたもので、
その目的は、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することにより、静磁
場の不均一性を高精度に補正し、常に均一な条件
を満足する状態でMR映像の撮像が行なえ、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にあ
る。
〔発明の概要〕
かかる目的を達成するために本発明によるMR
イメージング装置は、傾斜磁場にオフセツトを重
畳して静磁場の不均一さを補なうことにより、均
一な静磁場を得るものである。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、エコー信号のピーク値から1/e(eは
自然数)まで減衰する時間T2を検出する。ここ
で、エコー信号の減衰時間T2は、均一な静磁場
中で最も長くなることが一般に知られている。そ
こで、T2の長さが最も長くなるように傾斜磁場
を調整し静磁場の均一性を補正するF.U.C(Field
Unifomity Control)を行なうことを特徴とす
る。
〔発明の実施例〕
以下本発明にかかるMRイメージング装置を第
2図に示す一実施例にしたがい説明する。
第2図において、4A,4Bは被検体Pに一様
な静磁場H0を印加するための空心磁場コイル系、
5は断層面に垂直な方向、即ち断層面を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エコー検波出力を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を発生するための空心磁場コ
イル系4A,4Bを励磁する静磁場電源、14は
加算器11で得られたMRエコーデータにより傾
斜磁場コイル系5,6を制御する傾斜磁場制御器
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
なう画像再構成装置、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。
次に上記の如く構成された本実施例の作用を説
明する。
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。
この場合、最初に空心磁場コイル系4A,4B
を静磁場電源13により励磁して、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に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
て印加したまま非選択励起パルス(180°パルス)
NSEPを、送信器9から送受信用高周波コイル系
7を介して被検体Pに印加し、さらに上記磁場勾
配Gzをもつ傾斜磁場を、傾斜磁場コイル系5よ
り静磁場H0に所定時間重畳する。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
理を行なつて画像化し、デイスプレイ装置16に
より表示する。
次にF.U.Cの場合について説明する。
F.U.C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オ
フセツトをかけてMRエコーデータを得る。
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
をかけずに非選択励起パルスNSEPを高周波コイ
ル系7から被検体Pに印加し、さらに勾配Gzの
傾斜磁場を傾斜磁場コイル系5により静磁場H0
に所定時間重畳する。
しかる後に、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。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エコーデータを傾斜磁場制御器
14に入力する。
この傾斜磁場制御器14では、入力されたMR
エコーデータのピーク値から1/eまで減衰する
時間T2値を求め、この減衰時間T2が最も長くな
るように最適な傾斜磁場電圧のオフセツト値を求
め、傾斜磁場電圧のオフセツト値を通常のMR画
像の撮影時に自動的に加算することにより、上記
静磁場の不均一性を補正し、MR画像の歪みを補
正するようにする。
以上述べたように本実施例によれば、静磁場
H0に不均一が生じた場合、上記F.U.Cを行なわせ
ることにより、短時間で上記静磁場H0の適正な
補正が行なえ、しかも補正のための特別な外部装
置を付加的に用いる必要もない。
本発明は上記上述し且つ記載した実施例に限定
されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、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することにより、
静磁場の不均一を高精度に補正し、常に均一な条
件を満足する状態でMR映像が行なえ、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。
【図面の簡単な説明】
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F.U.C時のタイムスケジユー
ルを示すタイミングチヤートである。 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……送信器、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。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 静磁場を発生する静磁場発生手段と、 この静磁場に重畳して予定方向についての傾斜
    磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、 磁気共鳴周波数の高周波パルスを発生するパル
    ス発生手段と、 被検体に生じたMR信号を検出する受信手段
    と、この受信手段で受信されたMR信号を用いて
    前記傾斜磁場のオフセツトを制御することにより
    前記静磁場の均一性を補正する制御手段とを有す
    ることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 2 前記制御手段は、受信されたMR信号から静
    磁場の均一性を反映する量であるMR信号の減衰
    時間を求め、減衰時間が最も長くなるように前記
    傾斜磁場のオフセツトを制御することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の磁気共鳴イメージ
    ング装置。 3 前記制御手段は、受信されたMR信号の減衰
    曲線を求め、ピークから所定の割合まで減衰する
    時間を求めることにより、静磁場の均一性を反映
    する量であるMR信号の減衰時間を求めることを
    特徴とする特許請求の範囲第2項記載の磁気共鳴
    イメージング装置。 4 前記制御手段は、前記傾斜磁場発生手段に印
    加される電圧に、前記最も長い減衰時間に基づい
    てオフセツト電圧を重畳するように前記傾斜磁場
    発生手段を制御することを特徴とする特許請求の
    範囲第2項または第3項記載の磁気共鳴イメージ
    ング装置。
JP59281111A 1984-12-26 1984-12-26 磁気共鳴イメ−ジング装置 Granted JPS61153554A (ja)

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DE19853545897 DE3545897A1 (de) 1984-12-26 1985-12-23 Vorrichtung zur magnetischen kernresonanzabbildung

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JPS61153554A JPS61153554A (ja) 1986-07-12
JPH0577417B2 true JPH0577417B2 (ja) 1993-10-26

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