JPH0712352B2 - Nmrを用いた検査装置における像再生方法 - Google Patents

Nmrを用いた検査装置における像再生方法

Info

Publication number
JPH0712352B2
JPH0712352B2 JP60114070A JP11407085A JPH0712352B2 JP H0712352 B2 JPH0712352 B2 JP H0712352B2 JP 60114070 A JP60114070 A JP 60114070A JP 11407085 A JP11407085 A JP 11407085A JP H0712352 B2 JPH0712352 B2 JP H0712352B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
gradient magnetic
magnetic resonance
gradient
resonance signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60114070A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61272642A (ja
Inventor
尚 小野寺
茂 松井
謙介 関原
悦治 山本
秀樹 河野
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60114070A priority Critical patent/JPH0712352B2/ja
Publication of JPS61272642A publication Critical patent/JPS61272642A/ja
Publication of JPH0712352B2 publication Critical patent/JPH0712352B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G01R33/56518Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities due to eddy currents, e.g. caused by switching of the gradient magnetic field

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、核磁気共鳴(NMR)を用いて、物体の内部の
情報を計測する方法に係り、特に、傾斜磁場の周期変化
を利用したイメージング法において、任意の周期波形を
用いて観測した信号から画像を再生する像再生方法に関
する。
〔発明の背景〕
NMRイメージングでは、一般に、時間とともに変化する
傾斜磁場を用いる。特に、エコー・プラナー(Echo Pla
nar)法〔参照:ジヤーナル・オブ・マグネテイツク・
レゾナンス(Journal of Magnetic Resonance)29,355
(1978)〕や、反転する傾斜磁場による高速ケミカルシ
フトイメージング法(参照:第23回NMR討論会講演要旨
集PP263-266,1984)では、傾斜磁場を周期的に印加し、
信号を観測する。これらの方法においては、傾斜磁場と
して、正確な矩形波を用いることが必要である。しか
し、傾斜磁場発生系の特性まで含めて実際に発生する傾
斜磁場の波形を正確に制御するのは困難である。このよ
うな制御の不正確さは、画質に好ましくない影響をもた
らす。この効果を補正するために、不等間隔でサンプリ
ングする方法〔参照:ジヤーナル・オブ・フイジツクス
(Journal of Physics)E17,612(1984)〕、等間隔で
サンプリングした後、適当な重み係数を乗じてからフー
リエ変換するTROPPERの方法〔参照:ジヤーナル・オブ
・マグネテイツク・レゾナンス(Journal of Magnetic
Resonance)42,193(1981)〕、フーリエ変換後、適当
な線型和をとることにより、画像を再生する方法(参
照:アプライド・フイジツクス(Applied Physics)22,
257(1980)〕、等が提案されている。これらの方法に
おいては、いずれも、実際に発生する傾斜磁場の波形が
知られている必要がある。
この波形を求める方法として、NMR信号F(t)の導関
数dF(t)/dtとF(t)の比を用いる方法が提案され
ている(参照:山本ら;電気通信学会,医用電子・生体
工学研究会84-P59)。しかしながら、この方法では、静
磁場の不均一性、及び、横緩和の影響が除去できない、
微小な試料を用いることが不可欠であり、試料の配置,
形状に対する要請が厳しい、導関数を用いているため、
雑音に敏感である、などの問題があつた。
〔発明の目的〕
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、傾
斜磁場の時間依存性を、像再生に適した形で計測するた
めの一般的方法、ならびに任意の周期波形に関して、実
測された傾斜磁場の時間依存性を用いて、劣化の少ない
画像を再生するための像再生方法を提供することにあ
る。
〔発明の概要〕
本発明は、時間変化する傾斜磁場と同じ方向に位相エン
コード傾斜磁場をあらかじめ印加して、エンコード方向
に関してのみフーリエ変換をほどこした結果を、時間変
化する傾斜磁場を印加せずに同様の計測を行なつた結果
で除算することにより、静磁場の不均一性、ならびに横
緩和の影響を除去して、傾斜磁場の時間依存性のみに関
する情報を抽出できることに着目し、この情報を利用し
て、任意の傾斜磁場の周期変化のもとで観測される信号
から画像を再生することを骨子としている。
以下、詳細に説明する。時間依存性Gx(t)=Gx
(t)をもつx方向の傾斜磁場を印加した時に観測され
るNMR信号強度は、複素数を用いて、次式のように書か
れる。
ただし、ρ(x,y,z)はスピン密度、mgllは、エンコ
ードの大きさ(−M/2≦m<M/2)、Gx及びg(t)
は、それぞれ、時間変化する傾斜磁場の最大値、及び規
格化された時間依存性、HI(x,y,z)は静磁場の不均一
性、E(x,y,z,t)は横緩和の寄与、X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z2
はスピン密度分布の上下限を表わす。ここで、次のよう
な条件を仮定する。
(k−1)Δx≦x≦(k+1)Δx(Δx≡1/γgl
lM,−M/2≦k<M/2) ……(2) であるようなxに対して、 ρ(x,y,z)ρ(kΔx,y,z) ……(3) E(x,y,z)E(kΔx,y,z) ……(4) 上記の条件は、gllMを十分大きくとり、試料の大き
さ,形状を適当に選択することによつて、通常の測定条
件において、容易に達成できる。
上記のような条件下では、位相エンコードmに関する離
散フーリエ変換の結果は、xに関する積分が容易に実行
できて、次のようになる。
ところで、時間変化する傾斜磁場を印加しない場合につ
いても全く同様の処理を行なうと次式を得る。
ここで、(7),(8)式の比をとれば となる。したがつて、時間変化する傾斜磁場を印加した
場合と印加しない場合について、前述のような測定を行
ない、複素数として比をとることにより、静磁場の不均
一性、横緩和の影響を除去し、傾斜磁場の時間依存性に
関する情報のみを抽出できることがわかる。
さて、前記のTROPPERの再生法に従えば、(9)式で与
えられる結果を用いて、ただちに像再生を行なうことが
できる。すなわち、任意の波形で周期的に変化する傾斜
磁場を用いて測定を行なつた後、得られたNMR信号に同
一の傾斜磁場波形を用いて得られた(9)式の重み係数
F(kΔx,t)を乗じてからフーリエ変換することによ
りxに垂直な方向への投影像を得ることができる。
さらに、(9)式より を算出することにより、前述の他の再生法も実行可能で
ある。
を求めるには、F(kΔx,t)の複素対数をとればよ
い。このとき2nπ(n:整数)の不定性が残るが、条件
(2),(5)より、小さなkに対しては位相角は微小
量であることが保証されるので、一意的に定めることが
できる。あるいは、位相角が微小量であることを利用し
て、複素対数の1次近似を用いてもよい。このようにし
て、各kに関して計算された について、平均、あるいは重みつき平均をとることによ
り、傾斜磁場の時間積分を知ることができる。前述の種
種の再生法は、傾斜磁場の時間積分を用いて定義されて
いるので、ここで得られた を利用して、劣化の少ない画像を再構成することが可能
である。さらに の時間微分を考えることにより、傾斜磁場の時間変化G
xg(t)を決定することができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を実施する際に用いる代表的な装置の構成
及び動作の説明を行う。第1図に本装置のブロツクダイ
アグラムを示す。本装置は計載機CPU11の管理のもとに
動作するシーケンサー12,送信系13,受信系14,磁場勾配
発生系16,及び信号処理系17と静磁場発生磁石15から成
る。シーケンサーは本発明の方式に必要な種々の命令を
各装置に送る。送信系は高周波発振器131,変調器132,高
周波増幅器133を含み、命令に従つて振幅変調された高
周波パルスが高周波コイル134に供給されることにより
高周波磁場(H1)が対象物体20に印加される。磁場勾配
発生系は、z,y,zの3方向に巻かれた勾配磁場コイル160
と、それぞれのコイルのドライバー161とから成り、シ
ーケンサーの命令に従つて上記3方向の勾配磁場GX,GY,
GZを対象物体20に印加する。これらの磁場印加による応
答は前述のコイル134を通じて受信系14にて受信され
る。受信系は増幅器141,直角位相検波器142,A/D変換器1
43を有し、シーケンサー12の命令によるタイミングで直
角位相検波によりサンプリングされた2系列のデータが
信号処理系に送られる。信号処理系17ではフーリエ変
換,補正係数計算像再構成等の処理を行い、任意断面の
信号強度分布、あるいは複数の信号に適当な演算を行つ
て得られた分布を画像化し例えばCRTデイスプレイ171に
表示する。
本実施例が従来装置と異なる点は、傾斜磁場の時間依存
性を前述の原理に従つて実測する機能、及び、それに基
づいて画像を再生する機能を有することである。傾斜磁
場の時間依存性測定のためのパルス系列の一例を第2図
に示す。ここで90°パルス,180°パルスは、非選択励起
パルスとして書かれているが、選択励起パルスであつて
もかまわない。このパルス系列に従つて、位相エンコー
ドの大きさを順次変えながら、サンプリングを行なう。
さらに、引きつづいて、第3図に示すごとく、時間変化
する傾斜磁場を印加せずにサンプリングを行なう。この
ようにして、直角位相検波により得られた、2組のデー
タをそれぞれ複素数とみなして、前述のごとく、除算を
行なうことにより、(9)式で表わされるような、傾斜
磁場の時間依存性に関する情報が得られる。さらに、
(9)式より、前述のごとく、位相角を計算することに
より、 が定まる。
このようにして得られた結果を、メモリー上、あるい
は、デイスク上、等に格納しておき、以後Echo-Planar
法あるいは、前述の高速ケミカルシフトイメージング法
等の手法で上記と同一の時間依存性をもつ傾斜磁場を用
いて計測された画像の再生に供する。前述したように、
この方法は、測定されたNMR信号に、適当な重み係数を
乗じた後、フーリエ変換することにより、画像を再構成
する手法である。本実施例では、重み係数を定めるため
に、先に述べた傾斜磁場の時間依存性の実測値を用いて
再生を行なう。Echo-Planar法あるいは高速ケミカルシ
フトイメージング法で計測されたデータは、複素数とし
てメモリー上に格納される。測定は、例えば、16周期に
わたつて行ない、データ点数は、例えば、傾斜磁場変化
の1周期につき64点、全体で1024点とする。この1024点
のデータに、あらかじめ前述のごとく計測した(9)式
の重み係数F(kΔx,t)を乗じ、フーリエ変換する
と、ゼロ周波数の周囲の16点が、kΔxの位置に対応す
る劣化の少ない投影像を与える。例えば、32点のkに関
して、それぞれ上述の処理を行い、結果を、32×16の大
きさの2次元配列としてメモリー上に格納し、デイスプ
レイ171を通じて、画像あるいは、投影像を表示する。
このようにして、周期変化する傾斜磁場の任意の波形に
対して、傾斜磁場変化の実測値を用いて、劣化の少ない
像を再生することができる。
ここで、重み係数の決定法としては、(9)式の実測値
をそのまま用いる方法の他に、(9)式の適当なべき乗
を用いる方法、あるいは の値をもとに計算して求める方法などがある。いずれの
場合にも、周期性を利用して、各周期の重みつき平均を
とることによつて、信頼性の向上がはかれる。このよう
にして、実測した傾斜磁場の時間変化をもとに、劣化の
少ない像を再生できる。
前述の他の再生法についても、実測より求めた を用いて実行可能である。
さて、本発明によると、横緩和のためにNMR信号が小さ
いような時間領域では、雑音の存在によつて、結果の信
頼性が低下する。この問題は、横緩和時間の長い試料を
用いることによつて軽減できる。さらに、180°パルス
のタイミングを変えて、エコーピークの位置を時刻tの
大きい領域にずらした測定をあわせて行なうことによ
り、広い時間範囲に対して、精度良く、傾斜磁場の時間
依存性を計測できる。また、位相エンコードを、1方向
だけでなく、2方向、あるいは、3方向に対して印加す
ることにより、2次元的、あるいは3次元的に、傾斜磁
場の時間依存性を測定することも可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、静磁場の不均一性が横緩和の影響を除
去して、傾斜磁場の時間依存性のみを容易に計測するこ
とが可能になるので、任意の周期波形を用いてEcho-Pla
nar法あるいは高速ケミカルソフトイメージング法を実
施することができる。その結果従来、実際的な問題とな
つていた傾斜磁場の高速スイツチングを行わずに上記の
手法で測定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示すブロツクダイアグラ
ム、第2図および第3図は、それぞれ本発明を用いるパ
ルスシーケンスの一例を示す図である。 11……CPU、12……シーケンサー、13……送信系、14…
…受信系、15……静磁場発生磁石、16……磁場勾配発生
系、17……信号処理系。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 悦治 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 河野 秀樹 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】静磁場、傾斜磁場および高周波磁場の各磁
    場発生手段、検査対象からの核磁気共鳴(NMR)信号を
    検出する信号検出手段、前記核磁気共鳴信号の演算を行
    なう計算機、演算の結果を出力する出力手段、および前
    記傾斜磁場と前記信号検出手段の制御を含む計測シーケ
    ンスの制御を行なうシーケンス制御手段を有するNMRを
    用いた検査装置における像再生方法において、前記静磁
    場内に前記傾斜磁場の時間変化を計測するために使用す
    る試料が置かれ、上記シーケンス制御手段により前記傾
    斜磁場と前記信号検出手段とが制御され、少なくとも一
    方向の前記傾斜磁場をその印加強度あるいは印加時間を
    設定して印加したのち、印加強度あるいは印加時間を設
    定した前記傾斜磁場と同じ方向に時間変化する傾斜磁場
    を印加して前記試料からの第1の核磁気共鳴信号を検出
    する第1のステップ、この第1のステップにおいて前記
    の時間変化する傾斜磁場を印加せず前記試料からの第2
    の核磁気共鳴信号を検出する第2のステップ、前記第1
    および第2のスッテプを前記傾斜磁場の印加強度あるい
    は印加時間を変化させて繰返す第4のステップ、および
    前記第4のステップにおいて前記試料を前記検査対象に
    置き換えて前記検査対象からの第3の核磁気共鳴信号を
    検出する第3のステップを有し、前記第1の核磁気共鳴
    信号と前記第2の核磁気共鳴信号との比にもとづき前記
    傾斜磁場の時間変化を抽出し、この抽出された傾斜磁場
    の時間変化を用いて前記第3の核磁気共鳴信号から画像
    の再生を行なうことを特徴とするNMRを用いた検査装置
    における像再生方法。
  2. 【請求項2】前記第3の核磁気共鳴信号に、前記第1の
    核磁気共鳴信号と前記第2の核磁気共鳴信号との比を乗
    じてフーリエ変換を行うことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項に記載のNMRを用いた検査装置における像再生
    方法。
JP60114070A 1985-05-29 1985-05-29 Nmrを用いた検査装置における像再生方法 Expired - Lifetime JPH0712352B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60114070A JPH0712352B2 (ja) 1985-05-29 1985-05-29 Nmrを用いた検査装置における像再生方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60114070A JPH0712352B2 (ja) 1985-05-29 1985-05-29 Nmrを用いた検査装置における像再生方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61272642A JPS61272642A (ja) 1986-12-02
JPH0712352B2 true JPH0712352B2 (ja) 1995-02-15

Family

ID=14628285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60114070A Expired - Lifetime JPH0712352B2 (ja) 1985-05-29 1985-05-29 Nmrを用いた検査装置における像再生方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0712352B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61272642A (ja) 1986-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3080634B1 (en) Zero echo time mr imaging with water/fat separation
JPH07323021A (ja) Mrイメージング装置
JP2001161657A5 (ja)
JPH10155769A (ja) 磁気共鳴イメージング装置及び方法
US20210096202A1 (en) Dixon mr imaging using a multi-gradient-echo sequence
EP0132358A2 (en) Imaging method and apparatus for obtaining images using NMR
CN107810425A (zh) 消除非t2加权信号贡献的t2加权mr成像
JPH03264046A (ja) 核磁気共鳴映像法及び装置
JP2019535435A (ja) プロペラmrイメージング
US5798642A (en) Magnetic resonance imaging apparatus
EP0213614A2 (en) Method for obtaining nuclear magnetic resonance information data
JP3322943B2 (ja) Mri装置
US4833408A (en) NMR chemical shift imaging method with influence of intensity distribution of static magnetic field removed
JPH0856930A (ja) 磁気共鳴画像形成装置
US11733334B2 (en) Image quality assessment of magnetic resonance images using a phantom
JPH0712352B2 (ja) Nmrを用いた検査装置における像再生方法
JP3450508B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置
JP3322695B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置
EP0153703A2 (en) NMR imaging apparatus
JPH07148137A (ja) Mrイメージング装置
JP3152690B2 (ja) 磁気共鳴映像装置
JP2695594B2 (ja) Mri装置
JP3332951B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置
JPH06335471A (ja) Mri装置
JPH038215B2 (ja)