JPH06114029A - Mr装置 - Google Patents
Mr装置Info
- Publication number
- JPH06114029A JPH06114029A JP4286804A JP28680492A JPH06114029A JP H06114029 A JPH06114029 A JP H06114029A JP 4286804 A JP4286804 A JP 4286804A JP 28680492 A JP28680492 A JP 28680492A JP H06114029 A JPH06114029 A JP H06114029A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse
- magnetic field
- gradient magnetic
- signal
- diffusion coefficient
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 分子拡散係数を強調するMR画像の撮像を高
速に行なう。 【構成】 励起パルス21を短いTRで繰り返し照射し
てSSFP状態でNMR信号を発生させ、かつ分子拡散
係数強調のための傾斜磁場パルス31〜33を、画像化
のための傾斜磁場パルス23、24等よりも時間的に後
に印加する。
速に行なう。 【構成】 励起パルス21を短いTRで繰り返し照射し
てSSFP状態でNMR信号を発生させ、かつ分子拡散
係数強調のための傾斜磁場パルス31〜33を、画像化
のための傾斜磁場パルス23、24等よりも時間的に後
に印加する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、NMR(核磁気共
鳴)現象を利用してイメージングやスペクトロスコピな
どを行うMR装置に関し、とくに分子拡散係数を測定す
るMR装置に関する。
鳴)現象を利用してイメージングやスペクトロスコピな
どを行うMR装置に関し、とくに分子拡散係数を測定す
るMR装置に関する。
【0002】
【従来の技術】MR装置において、傾斜磁場を用いてN
MR信号から分子拡散係数を測定する技術が従来より知
られている(Stejskal & Tanner, Journal of Chemical
Physics, 42, P.288,1965)。また、この分子拡散係数
測定技術と、MRイメージングにおいて公知のスピンエ
コー法とを組み合わせて分子拡散係数の画像を求めるこ
とも提案されている(D.Le Bihan et al., Radiology,
161, P.401,1986)。これは図5に示すように、90°
パルス51と、180°パルス52と、これらとともに
加えるZ方向傾斜磁場Gzのスライス選択用パルス5
3、54と、X方向傾斜磁場Gxの読み出し(及び周波
数エンコード)用パルス55、56と、Y方向傾斜磁場
Gyの位相エンコード用パルス57とを用いる通常のス
ピンエコー法のパルスシーケンスにおいて、180°パ
ルス52の前後に分子拡散係数強調のための傾斜磁場
(MPG)パルス61〜66を付加し、そのMPGパル
ス61〜66の波高値を変化させたときの信号の減弱特
性から分子拡散係数を知るというものである。
MR信号から分子拡散係数を測定する技術が従来より知
られている(Stejskal & Tanner, Journal of Chemical
Physics, 42, P.288,1965)。また、この分子拡散係数
測定技術と、MRイメージングにおいて公知のスピンエ
コー法とを組み合わせて分子拡散係数の画像を求めるこ
とも提案されている(D.Le Bihan et al., Radiology,
161, P.401,1986)。これは図5に示すように、90°
パルス51と、180°パルス52と、これらとともに
加えるZ方向傾斜磁場Gzのスライス選択用パルス5
3、54と、X方向傾斜磁場Gxの読み出し(及び周波
数エンコード)用パルス55、56と、Y方向傾斜磁場
Gyの位相エンコード用パルス57とを用いる通常のス
ピンエコー法のパルスシーケンスにおいて、180°パ
ルス52の前後に分子拡散係数強調のための傾斜磁場
(MPG)パルス61〜66を付加し、そのMPGパル
ス61〜66の波高値を変化させたときの信号の減弱特
性から分子拡散係数を知るというものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Le Bihanらのパルスシーケンスでは十分に強いMPGパ
ルスをかける必要があるため、エコー時間TE及びパル
ス繰り返し時間TRを長くとる必要があり、必然的に撮
像時間が長くかかってしまうという問題がある。
Le Bihanらのパルスシーケンスでは十分に強いMPGパ
ルスをかける必要があるため、エコー時間TE及びパル
ス繰り返し時間TRを長くとる必要があり、必然的に撮
像時間が長くかかってしまうという問題がある。
【0004】この発明は、上記に鑑み、短時間の撮像時
間で分子拡散係数強調画像を得ることができるように改
善した、MR装置を提供することを目的とする。
間で分子拡散係数強調画像を得ることができるように改
善した、MR装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるMR装置においては、被検体の緩和
時間よりも短い繰り返し時間で励起高周波パルスを繰り
返し照射して定常状態でNMR信号を発生させ、画像化
のための傾斜磁場パルスを発生するとともに、その傾斜
磁場パルスよりも時間的に後に分子拡散係数強調のため
の傾斜磁場パルスを印加し、この分子拡散係数強調のた
めの傾斜磁場パルスの強度を変化させ、その各強度につ
いて撮像シーケンスを行なうことが特徴となっている。
め、この発明によるMR装置においては、被検体の緩和
時間よりも短い繰り返し時間で励起高周波パルスを繰り
返し照射して定常状態でNMR信号を発生させ、画像化
のための傾斜磁場パルスを発生するとともに、その傾斜
磁場パルスよりも時間的に後に分子拡散係数強調のため
の傾斜磁場パルスを印加し、この分子拡散係数強調のた
めの傾斜磁場パルスの強度を変化させ、その各強度につ
いて撮像シーケンスを行なうことが特徴となっている。
【0006】
【作用】被検体の緩和時間よりも短い繰り返し時間で励
起高周波パルスを繰り返し照射して定常状態(SSFP
状態)でNMR信号を発生させたとき、その信号は、励
起パルスによって発生するFID成分にそれ以前の励起
パルスによるエコー成分が重なったものとなっている。
分子拡散係数強調のための傾斜磁場パルスは、前者のF
ID成分には作用せず、後者のエコー成分を減弱させる
よう作用する。そこで、分子拡散係数強調のための傾斜
磁場パルスの強度を変化させて各強度について撮像シー
ケンスを行なって多数の画像を得たときの、各画像信号
強度の減弱特性はStejskal & Tannerの式と同様の式に
よって支配されることとなり、その特性から分子拡散係
数を求めることができる。画像化のための傾斜磁場パル
スよりも時間的に後に、分子拡散係数強調のための傾斜
磁場パルスを印加し、かつSSFP状態でNMR信号を
発生させているので、エコー時間を長くすることなく信
号を得ることができ、撮像時間を短縮できる。
起高周波パルスを繰り返し照射して定常状態(SSFP
状態)でNMR信号を発生させたとき、その信号は、励
起パルスによって発生するFID成分にそれ以前の励起
パルスによるエコー成分が重なったものとなっている。
分子拡散係数強調のための傾斜磁場パルスは、前者のF
ID成分には作用せず、後者のエコー成分を減弱させる
よう作用する。そこで、分子拡散係数強調のための傾斜
磁場パルスの強度を変化させて各強度について撮像シー
ケンスを行なって多数の画像を得たときの、各画像信号
強度の減弱特性はStejskal & Tannerの式と同様の式に
よって支配されることとなり、その特性から分子拡散係
数を求めることができる。画像化のための傾斜磁場パル
スよりも時間的に後に、分子拡散係数強調のための傾斜
磁場パルスを印加し、かつSSFP状態でNMR信号を
発生させているので、エコー時間を長くすることなく信
号を得ることができ、撮像時間を短縮できる。
【0007】
【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。この発明の一実施
例では、図1に示すようなパルスシーケンスを図2に示
すような構成で行なう。まず、図2について説明する
と、主マグネット1は静磁場を発生するためのもので、
この静磁場に重畳するように傾斜磁場コイル2によって
傾斜磁場が印加される。この静磁場及び傾斜磁場が加え
られる空間には被検体3が配置される。この被検体3に
は、励起RFパルスを被検体3に照射するとともにこの
被検体3で発生したNMR信号を受信するためのRFコ
イル4が取り付けられている。
図面を参照しながら詳細に説明する。この発明の一実施
例では、図1に示すようなパルスシーケンスを図2に示
すような構成で行なう。まず、図2について説明する
と、主マグネット1は静磁場を発生するためのもので、
この静磁場に重畳するように傾斜磁場コイル2によって
傾斜磁場が印加される。この静磁場及び傾斜磁場が加え
られる空間には被検体3が配置される。この被検体3に
は、励起RFパルスを被検体3に照射するとともにこの
被検体3で発生したNMR信号を受信するためのRFコ
イル4が取り付けられている。
【0008】傾斜磁場コイル2には傾斜磁場電源5が接
続され、傾斜磁場発生用電力が供給される。RFコイル
4には切換器6を介して送信パワーアンプ7とプリアン
プ10とが接続されている。この切換器6は励起時には
送信パワーアンプ7側に切り換えられ、受信時にはプリ
アンプ10側に切り換えられる。送信パワーアンプ7に
は信号発生器9からのキャリア信号を送信回路8におい
て所定波形の変調信号で変調したRF信号が送られてく
る。プリアンプ10には受信回路11が接続され、信号
発生器9からの信号を参照信号として受信信号の位相検
波が行なわれる。検波された信号はA/D変換器12に
よりサンプリングされデジタルデータに変換されてコン
ピュータ13に取り込まれる。
続され、傾斜磁場発生用電力が供給される。RFコイル
4には切換器6を介して送信パワーアンプ7とプリアン
プ10とが接続されている。この切換器6は励起時には
送信パワーアンプ7側に切り換えられ、受信時にはプリ
アンプ10側に切り換えられる。送信パワーアンプ7に
は信号発生器9からのキャリア信号を送信回路8におい
て所定波形の変調信号で変調したRF信号が送られてく
る。プリアンプ10には受信回路11が接続され、信号
発生器9からの信号を参照信号として受信信号の位相検
波が行なわれる。検波された信号はA/D変換器12に
よりサンプリングされデジタルデータに変換されてコン
ピュータ13に取り込まれる。
【0009】コンピュータ13は、送信回路8における
励起RFパルスの変調信号波形を制御し、信号発生器9
の周波数を定め、A/D変換器12のサンプリングタイ
ミングを定める。また、傾斜磁場電源5を制御して傾斜
磁場パルスのタイミング、波形、強度等を任意にプログ
ラムする。さらに、収集したデジタルデータから画像を
再構成する処理などを行なう。表示装置14は再構成画
像などを表示する。
励起RFパルスの変調信号波形を制御し、信号発生器9
の周波数を定め、A/D変換器12のサンプリングタイ
ミングを定める。また、傾斜磁場電源5を制御して傾斜
磁場パルスのタイミング、波形、強度等を任意にプログ
ラムする。さらに、収集したデジタルデータから画像を
再構成する処理などを行なう。表示装置14は再構成画
像などを表示する。
【0010】このようなMR装置において、コンピュー
タ13の制御の下に図1に示すようなパルスシーケンス
を行なう。この図1のパルスシーケンスは、通常のグラ
ジェントエコー法によるパルスシーケンスの後にMPG
パルスを付加したものである。すなわち、励起RFパル
ス21を印加すると同時に傾斜磁場Gzのスライス選択
用傾斜磁場パルス22を加え、つぎに傾斜磁場Gyの位
相エンコード用傾斜磁場24を加え、さらに傾斜磁場G
xの読み出し(及び周波数エンコード)用傾斜磁場パル
ス25を加えて、励起RFパルス21からエコー時間T
E後にエコー信号を発生させるというグラジェントエコ
ー法のパルスシーケンスの後に、傾斜磁場Gz、Gx、
GyについてのMPGパルス31〜33を付加する。な
お、スライス選択用傾斜磁場パルス22の波形はリフェ
ージング部分を付加した波形としておく。また、読み出
し用傾斜磁場パルス23の後にリフェージング用パルス
25を加え、位相エンコード用傾斜磁場パルス24につ
いても同じ大きさで反対極性のリフェージング用パルス
26を加える。
タ13の制御の下に図1に示すようなパルスシーケンス
を行なう。この図1のパルスシーケンスは、通常のグラ
ジェントエコー法によるパルスシーケンスの後にMPG
パルスを付加したものである。すなわち、励起RFパル
ス21を印加すると同時に傾斜磁場Gzのスライス選択
用傾斜磁場パルス22を加え、つぎに傾斜磁場Gyの位
相エンコード用傾斜磁場24を加え、さらに傾斜磁場G
xの読み出し(及び周波数エンコード)用傾斜磁場パル
ス25を加えて、励起RFパルス21からエコー時間T
E後にエコー信号を発生させるというグラジェントエコ
ー法のパルスシーケンスの後に、傾斜磁場Gz、Gx、
GyについてのMPGパルス31〜33を付加する。な
お、スライス選択用傾斜磁場パルス22の波形はリフェ
ージング部分を付加した波形としておく。また、読み出
し用傾斜磁場パルス23の後にリフェージング用パルス
25を加え、位相エンコード用傾斜磁場パルス24につ
いても同じ大きさで反対極性のリフェージング用パルス
26を加える。
【0011】ここで、エコー時間TEは通常のグラジェ
ントエコー法と同様に10ms〜20ms程度に設定
し、このパルスシーケンスの繰り返し時間TRを100
ms程度に設定する。すると、被検体3が人体組織であ
るなら、その緩和時間T1、T2は通常数百msである
ため、定常状態(いわゆるSSFP状態)となってNM
R信号が発生する。
ントエコー法と同様に10ms〜20ms程度に設定
し、このパルスシーケンスの繰り返し時間TRを100
ms程度に設定する。すると、被検体3が人体組織であ
るなら、その緩和時間T1、T2は通常数百msである
ため、定常状態(いわゆるSSFP状態)となってNM
R信号が発生する。
【0012】この場合、SSFP状態のNMR信号は、
図3に示すように、単一のRFパルスによって発生する
FID信号に、それ以前に照射されたRFパルスによる
エコー信号が重なったものとなる。すなわち、図3にお
いて矢印はRFパルスの印加時点を示し、縦縞の三角形
はFID信号の発生を模式的に示している。単一のRF
パルスのみを加えたときは、図3の(a)に示すように
単純に減衰するFID信号が発生する。それ以前に2つ
のRFパルスを時間TRの間隔で加えたときは、それに
よるエコー信号が図3の(b)に示すように寄与し、さ
らに3つのRFパルスを加えたときはそれによるエコー
信号が図3の(c)に示すように寄与することになる。
図3の(b)では最初のRFパルスによって発生した信
号が第2のRFパルスによって位相が反転させられ、第
3のRFパルス照射時点で位相が揃いエコー信号として
発生している。図3の(c)では、最初のRFパルスに
よって発生した信号が第2のRFパルスによって縦磁化
に変換させられ、第3のRFパルスによってふたたび横
磁化に変換させられると同時に位相が反転し(いわゆる
stimulated echo)、第4のRFパルス照射時点で位相
が揃うこととなってエコー信号として発生する。
図3に示すように、単一のRFパルスによって発生する
FID信号に、それ以前に照射されたRFパルスによる
エコー信号が重なったものとなる。すなわち、図3にお
いて矢印はRFパルスの印加時点を示し、縦縞の三角形
はFID信号の発生を模式的に示している。単一のRF
パルスのみを加えたときは、図3の(a)に示すように
単純に減衰するFID信号が発生する。それ以前に2つ
のRFパルスを時間TRの間隔で加えたときは、それに
よるエコー信号が図3の(b)に示すように寄与し、さ
らに3つのRFパルスを加えたときはそれによるエコー
信号が図3の(c)に示すように寄与することになる。
図3の(b)では最初のRFパルスによって発生した信
号が第2のRFパルスによって位相が反転させられ、第
3のRFパルス照射時点で位相が揃いエコー信号として
発生している。図3の(c)では、最初のRFパルスに
よって発生した信号が第2のRFパルスによって縦磁化
に変換させられ、第3のRFパルスによってふたたび横
磁化に変換させられると同時に位相が反転し(いわゆる
stimulated echo)、第4のRFパルス照射時点で位相
が揃うこととなってエコー信号として発生する。
【0013】さらに高次のエコー信号はたとえば図3の
(d)に示すように寄与する。すなわち、この図3の
(d)の例では、最初のRFパルス照射によって発生し
た信号が第3のRFパルスで反転し、最後のRFパルス
時点で位相が揃ってエコー信号として発生するが、この
ような高次のエコー成分は横磁化として存在している時
間が長いため、通常その寄与度は小さく、高次項として
のみ寄与することが多い(なお、この点についてはR. K
aiser, E. Bartholdi and R. R. Ernst, Journalof Che
mical Physics, 60, P.2966,1974も参照)。
(d)に示すように寄与する。すなわち、この図3の
(d)の例では、最初のRFパルス照射によって発生し
た信号が第3のRFパルスで反転し、最後のRFパルス
時点で位相が揃ってエコー信号として発生するが、この
ような高次のエコー成分は横磁化として存在している時
間が長いため、通常その寄与度は小さく、高次項として
のみ寄与することが多い(なお、この点についてはR. K
aiser, E. Bartholdi and R. R. Ernst, Journalof Che
mical Physics, 60, P.2966,1974も参照)。
【0014】そこで、これらの成分に対するMPGパル
ス31〜33の効果を考えると、図3の(a)で示され
る信号成分についてはMPGパルスの効果はないが、図
3の(b)で示す成分については期間C、DでのMPG
パルスの効果で信号が減弱する。図3の(c)の信号成
分は、期間B、DでのMPGパルスの効果で信号減弱が
生じるが、期間Cでは縦磁化となっているためこの期間
CのMPGパルスは効果を持たない。図3の(d)で示
される信号成分については、期間A、B、C、Dのすべ
ての期間におけるMPGパルスが信号減弱効果をもたら
す。
ス31〜33の効果を考えると、図3の(a)で示され
る信号成分についてはMPGパルスの効果はないが、図
3の(b)で示す成分については期間C、DでのMPG
パルスの効果で信号が減弱する。図3の(c)の信号成
分は、期間B、DでのMPGパルスの効果で信号減弱が
生じるが、期間Cでは縦磁化となっているためこの期間
CのMPGパルスは効果を持たない。図3の(d)で示
される信号成分については、期間A、B、C、Dのすべ
ての期間におけるMPGパルスが信号減弱効果をもたら
す。
【0015】そこで、SSFP状態で発生するNMR信
号は、MPGパルスの効力を受けない成分と、MPGパ
ルスの効力により信号減弱する成分の和ということにな
る。そのため、このMPGパルス31〜33の強度を変
化させて各強度ごとに撮像を行なうと、その画像信号強
度はMPGパルス強度に応じて図4のように変化するこ
とになる。この図4で示されたFID成分は図3の
(a)に対応する成分であり、図4のエコー成分は図3
の(b)、(c)、(d)などで示した寄与をすべて加
え合わせた成分である。この図4で示す減弱特性は、St
ejskal & Tannerの式やLe Bihanによる図5のパルスシ
ーケンスの場合と同様の式に支配されており、この減弱
特性から分子拡散係数を各ピクセルごとに算出すること
が可能となる。
号は、MPGパルスの効力を受けない成分と、MPGパ
ルスの効力により信号減弱する成分の和ということにな
る。そのため、このMPGパルス31〜33の強度を変
化させて各強度ごとに撮像を行なうと、その画像信号強
度はMPGパルス強度に応じて図4のように変化するこ
とになる。この図4で示されたFID成分は図3の
(a)に対応する成分であり、図4のエコー成分は図3
の(b)、(c)、(d)などで示した寄与をすべて加
え合わせた成分である。この図4で示す減弱特性は、St
ejskal & Tannerの式やLe Bihanによる図5のパルスシ
ーケンスの場合と同様の式に支配されており、この減弱
特性から分子拡散係数を各ピクセルごとに算出すること
が可能となる。
【0016】そして、グラジェントエコー法ではエコー
時間TEを長くとると画質が劣化する性質があるが、図
1で示したようにMPGパルス31〜33は画像化のた
めの傾斜磁場パルスよりも後に置くことが可能であるた
め、エコー時間TEを短くすることができ、画質の劣化
を防ぐことができる。
時間TEを長くとると画質が劣化する性質があるが、図
1で示したようにMPGパルス31〜33は画像化のた
めの傾斜磁場パルスよりも後に置くことが可能であるた
め、エコー時間TEを短くすることができ、画質の劣化
を防ぐことができる。
【0017】
【発明の効果】この発明のMR装置によれば、繰り返し
時間を短くすることができるため、分子拡散係数を強調
するMR画像の撮像を高速に行なうことができ、しかも
画質の劣化もない。
時間を短くすることができるため、分子拡散係数を強調
するMR画像の撮像を高速に行なうことができ、しかも
画質の劣化もない。
【図1】この発明の一実施例にかかるパルスシーケンス
を示すタイムチャート。
を示すタイムチャート。
【図2】同実施例のMR装置のブロック図。
【図3】同実施例の動作説明のためのタイムチャート。
【図4】MPGパルスの強度と信号強度との関係を示す
グラフ。
グラフ。
【図5】従来例のパルスシーケンスを示すタイムチャー
ト。
ト。
1 主マグネット 2 傾斜磁場コイル 3 被検体 4 RFコイル 5 傾斜磁場電源 6 切換器 7 送信パワーアンプ 8 送信回路 9 信号発生器 10 プリアンプ 11 受信回路 12 A/D変換器 13 コンピュータ 14 表示装置 21 励起RFパルス 22、53、54 スライス選択用傾斜磁場パルス 23、55、56 読み出し用傾斜磁場パルス 25、26 リフェージング用傾斜磁場パル
ス 24、57 位相エンコード用傾斜磁場パル
ス 31〜33、61〜66 MPGパルス
ス 24、57 位相エンコード用傾斜磁場パル
ス 31〜33、61〜66 MPGパルス
Claims (1)
- 【請求項1】 被検体の緩和時間よりも短い繰り返し時
間で励起高周波パルスを繰り返し照射して定常状態でN
MR信号を発生させる手段と、画像化のための傾斜磁場
パルスを発生する手段と、該画像化のための傾斜磁場パ
ルスよりも時間的に後に分子拡散係数強調のための傾斜
磁場パルスを印加する手段と、この分子拡散係数強調の
ための傾斜磁場パルスの強度を変化させ、その各強度に
ついて撮像シーケンスを行なう手段とを有することを特
徴とするMR装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4286804A JPH06114029A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Mr装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4286804A JPH06114029A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Mr装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06114029A true JPH06114029A (ja) | 1994-04-26 |
Family
ID=17709267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4286804A Pending JPH06114029A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Mr装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06114029A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008068107A (ja) * | 2007-10-09 | 2008-03-27 | Toshiba Corp | Mr装置 |
| JP2010527740A (ja) * | 2007-05-31 | 2010-08-19 | シーアール ディベロップメント アーベー | 拡散磁気共鳴画像化のための方法とシステム |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP4286804A patent/JPH06114029A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010527740A (ja) * | 2007-05-31 | 2010-08-19 | シーアール ディベロップメント アーベー | 拡散磁気共鳴画像化のための方法とシステム |
| US8565854B2 (en) | 2007-05-31 | 2013-10-22 | Cr Development Ab | Method and system for diffusion magnetic resonance imaging |
| JP2008068107A (ja) * | 2007-10-09 | 2008-03-27 | Toshiba Corp | Mr装置 |
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