JPH0838452A - Mrデータの処理方法 - Google Patents
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- JPH0838452A JPH0838452A JP7068432A JP6843295A JPH0838452A JP H0838452 A JPH0838452 A JP H0838452A JP 7068432 A JP7068432 A JP 7068432A JP 6843295 A JP6843295 A JP 6843295A JP H0838452 A JPH0838452 A JP H0838452A
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- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 15
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- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 30
- 238000000264 spin echo pulse sequence Methods 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
- G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
- G01R33/565—Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities
- G01R33/56554—Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities caused by acquiring plural, differently encoded echo signals after one RF excitation, e.g. correction for readout gradients of alternating polarity in EPI
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ロングパルス系列でも、スピン−スピン緩和
によって、再構成されるMR画像の画質が低下しないよ
うに、MRデータを取り込んで処理し、その際、MR検
査を過度に長くしないで使用でき、一般的に、公知MR
パルス系列を改善することができる方法を提供すること
である。 【構成】 同じ位相エンコーディング勾配で採取される
同じ多重エコーパルス系列からの各エコー信号は、スピ
ン−スピン緩和によりMR医学診断画像の画質が低下す
るのを阻止するために、平均化される。同じ位相エンコ
ーディング勾配で採取されて、各パルス系列内の異なっ
た時間位置を占める2つの異なったパルス系列からの各
エコー信号は、同様に平均化される。
によって、再構成されるMR画像の画質が低下しないよ
うに、MRデータを取り込んで処理し、その際、MR検
査を過度に長くしないで使用でき、一般的に、公知MR
パルス系列を改善することができる方法を提供すること
である。 【構成】 同じ位相エンコーディング勾配で採取される
同じ多重エコーパルス系列からの各エコー信号は、スピ
ン−スピン緩和によりMR医学診断画像の画質が低下す
るのを阻止するために、平均化される。同じ位相エンコ
ーディング勾配で採取されて、各パルス系列内の異なっ
た時間位置を占める2つの異なったパルス系列からの各
エコー信号は、同様に平均化される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴(MR)画像
形成に関し、特に、診断医学に用いるためのMR画像形
成に関する。その最も直接的な意味では、本発明は、医
学診断MR画像形成に関し、その際、ロングスピンエコ
ー又はロンググラジエント(勾配)スピンエコーパルス
系列が、MR画像形成のために使用される。
形成に関し、特に、診断医学に用いるためのMR画像形
成に関する。その最も直接的な意味では、本発明は、医
学診断MR画像形成に関し、その際、ロングスピンエコ
ー又はロンググラジエント(勾配)スピンエコーパルス
系列が、MR画像形成のために使用される。
【0002】
【従来の技術】本発明の背景を理解するために、2つの
ロングパルス系列について、最初に説明する。また、こ
れらのパルス系列により形成されるMR画像へのスピン
−スピン緩和の影響について説明する。
ロングパルス系列について、最初に説明する。また、こ
れらのパルス系列により形成されるMR画像へのスピン
−スピン緩和の影響について説明する。
【0003】シーメンス社により製造されていて、「Tu
rbo SE」として知られているMR装置で使用するため
に利用可能なスピンエコーパルス系列が、図1に略示さ
れている。この系列は、いわゆる「スピンエコー」系列
であり、その際、各スキャンは、90°RFパルスで開
始し、一連の180°RFパルス(「リフォーカシング
(再結像)パルス」として知られている)が後続してい
る。これらのリフォーカシングパルスの夫々の後で、信
号が読み出される。パルス系列が連続する際、位相エン
コーディング勾配は、漸次的に減少する。従って、第1
のリフォーカシングパルスの後、位相エンコーディング
勾配は、最大正値で開始する(スピンエコーE1以
前)。次の各リフォーカシングパルス以後、位相エンコ
ーディング勾配は、ゼロに向かって減少する(スピンエ
コーE4 以前:このスピンエコーE4には、第4リフォ
ーカシングパルスが後続する)。パルス系列の終りで、
位相エンコーディング勾配は、最大負値に達する(スピ
ンエコーE7以前:このスピンエコーE7には、第7リフ
ォーカシングパルスが後続する)。
rbo SE」として知られているMR装置で使用するため
に利用可能なスピンエコーパルス系列が、図1に略示さ
れている。この系列は、いわゆる「スピンエコー」系列
であり、その際、各スキャンは、90°RFパルスで開
始し、一連の180°RFパルス(「リフォーカシング
(再結像)パルス」として知られている)が後続してい
る。これらのリフォーカシングパルスの夫々の後で、信
号が読み出される。パルス系列が連続する際、位相エン
コーディング勾配は、漸次的に減少する。従って、第1
のリフォーカシングパルスの後、位相エンコーディング
勾配は、最大正値で開始する(スピンエコーE1以
前)。次の各リフォーカシングパルス以後、位相エンコ
ーディング勾配は、ゼロに向かって減少する(スピンエ
コーE4 以前:このスピンエコーE4には、第4リフォ
ーカシングパルスが後続する)。パルス系列の終りで、
位相エンコーディング勾配は、最大負値に達する(スピ
ンエコーE7以前:このスピンエコーE7には、第7リフ
ォーカシングパルスが後続する)。
【0004】図3は、このTurbo SEパルス系列により
形成された各スピンエコー信号が、どのようにして、2
56行データマトリックス(「k空間」内マトリックス
として知られている)に配属されるのかについて略示さ
れている。この256行データマトリックスは、後で、
フーリエ変換される。行データマトリックスは、複数セ
グメントに分割されている。つまり、各セグメントは、
1信号スキャン内で得られた信号数に等しい数である。
(この例では、7セグメントであるが、これは、例示の
ためだけにすぎない。)各スキャンの間、各セグメント
の一つの行が取り込まれる。系列は、全セグメントの全
ての行が取り込まれるまで、即ち、一つの完全セットの
データが集められるまで、繰り返される。図3から分か
るように、最も高い正の位相エンコーディング勾配での
スピンエコーE1は、第1セグメントの一つの行に配属
されており、ゼロ位相エンコーディング勾配でのスピン
エコーE4は、真ん中のセグメント(信号対雑音比に関
して、フーリエ変換にとって最も有意な部分)内の行に
配属され、スピンエコーE7は、最も高い負の位相エン
コーディング勾配での最後のセグメントの行に配属され
ている。
形成された各スピンエコー信号が、どのようにして、2
56行データマトリックス(「k空間」内マトリックス
として知られている)に配属されるのかについて略示さ
れている。この256行データマトリックスは、後で、
フーリエ変換される。行データマトリックスは、複数セ
グメントに分割されている。つまり、各セグメントは、
1信号スキャン内で得られた信号数に等しい数である。
(この例では、7セグメントであるが、これは、例示の
ためだけにすぎない。)各スキャンの間、各セグメント
の一つの行が取り込まれる。系列は、全セグメントの全
ての行が取り込まれるまで、即ち、一つの完全セットの
データが集められるまで、繰り返される。図3から分か
るように、最も高い正の位相エンコーディング勾配での
スピンエコーE1は、第1セグメントの一つの行に配属
されており、ゼロ位相エンコーディング勾配でのスピン
エコーE4は、真ん中のセグメント(信号対雑音比に関
して、フーリエ変換にとって最も有意な部分)内の行に
配属され、スピンエコーE7は、最も高い負の位相エン
コーディング勾配での最後のセグメントの行に配属され
ている。
【0005】図1及び図3では、スピンエコー信号を発
生するパルス系列(図1)を用いて誘導されたスピンエ
コー信号(図2)の大きさと、合成されたk空間マトリ
ックス(図3)との間に相関関係がある。当業者には公
知のように、スピン−スピン緩和(言い換えると、T2
緩和として知られている)により、誘導されたMRスピ
ンエコー信号は減衰する。従って、図1に示されたよう
なロングスピンエコーパルス系列により、系列の開始時
に高振幅信号が発生され(そこでは、位相エンコーディ
ングは正である)、小振幅の信号が系列の終りで取り込
まれる(そこでは、位相エンコーディングは負であ
る)。その結果、合成されたk空間マトリックスは、セ
グメント毎に漸次的に減少する信号振幅を有している。
k空間マトリックス情報(時間領域情報)が、フーリエ
変換中、画像情報(周波数領域情報)に変換される場
合、このこと(信号振幅がセグメント毎に漸次的に減少
すること)は、MR画像のぼけ(不鮮明部分)として画
像表示されて、分解能の損失を惹起こす。
生するパルス系列(図1)を用いて誘導されたスピンエ
コー信号(図2)の大きさと、合成されたk空間マトリ
ックス(図3)との間に相関関係がある。当業者には公
知のように、スピン−スピン緩和(言い換えると、T2
緩和として知られている)により、誘導されたMRスピ
ンエコー信号は減衰する。従って、図1に示されたよう
なロングスピンエコーパルス系列により、系列の開始時
に高振幅信号が発生され(そこでは、位相エンコーディ
ングは正である)、小振幅の信号が系列の終りで取り込
まれる(そこでは、位相エンコーディングは負であ
る)。その結果、合成されたk空間マトリックスは、セ
グメント毎に漸次的に減少する信号振幅を有している。
k空間マトリックス情報(時間領域情報)が、フーリエ
変換中、画像情報(周波数領域情報)に変換される場
合、このこと(信号振幅がセグメント毎に漸次的に減少
すること)は、MR画像のぼけ(不鮮明部分)として画
像表示されて、分解能の損失を惹起こす。
【0006】図4には、米国特許公開第5,270,6
54号公報に開示されている形式の別のパルス系列が略
示されている。この系列では、各リフォーカシングパル
スは、最初に正の読み出し勾配を使用して一つの行で3
回読み出され、続いて、負の読み出し勾配を使用して読
み出され、最後に、正の読み出し勾配を使用して読み出
される。(その結果生じる3つのエコー信号を記述する
のに用いられている用語に、幾らか矛盾がある。3つの
エコー信号の内の真ん中のエコーが「スピンエコー」信
号であることは明らかであるが、3つのエコー信号の
内、外側の2つのエコーを「グラジエント(勾配)エコ
ー」と言う人もいる。正確に言うと、これは正しくない
ので、これらのエコーについて、以後、簡単に、「エコ
ー」と言うことにする。) 更に、3つのエコー信号の内の夫々一つのエコー信号
は、相応の位相エンコーディング勾配で読み出される。
即ち、勾配は、夫々変化する。この系列は、各リフォー
カシングパルス後、異なった勾配を使用して、複数の読
み出しが行われるスピンエコー系列であるので、この形
式のパルス系列は、グラジエント(勾配)スピンエコー
系列として知られている。
54号公報に開示されている形式の別のパルス系列が略
示されている。この系列では、各リフォーカシングパル
スは、最初に正の読み出し勾配を使用して一つの行で3
回読み出され、続いて、負の読み出し勾配を使用して読
み出され、最後に、正の読み出し勾配を使用して読み出
される。(その結果生じる3つのエコー信号を記述する
のに用いられている用語に、幾らか矛盾がある。3つの
エコー信号の内の真ん中のエコーが「スピンエコー」信
号であることは明らかであるが、3つのエコー信号の
内、外側の2つのエコーを「グラジエント(勾配)エコ
ー」と言う人もいる。正確に言うと、これは正しくない
ので、これらのエコーについて、以後、簡単に、「エコ
ー」と言うことにする。) 更に、3つのエコー信号の内の夫々一つのエコー信号
は、相応の位相エンコーディング勾配で読み出される。
即ち、勾配は、夫々変化する。この系列は、各リフォー
カシングパルス後、異なった勾配を使用して、複数の読
み出しが行われるスピンエコー系列であるので、この形
式のパルス系列は、グラジエント(勾配)スピンエコー
系列として知られている。
【0007】従って、この形式のグラジエントスピンエ
コー系列では、第1リフォーカシングパルスには、3つ
のエコー信号、E1、E2、およびE3が後続する。エコ
ー信号E1は、最大正の位相エンコーディング勾配で読
み出され、エコー信号E2は、僅かに正の位相エンコー
ディング勾配で読み出され、エコー信号E3は、僅かに
負の位相エンコーディング勾配で読み出される。同じパ
ターンが、各後続リフォーカシングパルスの後、繰り返
される(但し、異なった大きさの位相エンコーディング
勾配を用いている点は除く)。
コー系列では、第1リフォーカシングパルスには、3つ
のエコー信号、E1、E2、およびE3が後続する。エコ
ー信号E1は、最大正の位相エンコーディング勾配で読
み出され、エコー信号E2は、僅かに正の位相エンコー
ディング勾配で読み出され、エコー信号E3は、僅かに
負の位相エンコーディング勾配で読み出される。同じパ
ターンが、各後続リフォーカシングパルスの後、繰り返
される(但し、異なった大きさの位相エンコーディング
勾配を用いている点は除く)。
【0008】この例では、9個のエコー信号E1〜E9に
より発生される情報は、その情報がk空間マトリックス
内に入力される前に、入れ替えられる。と言うのは、k
空間マトリックス情報が、位相エンコーディング勾配の
大きさによって構成されるからである。図6には、勾配
スピンエコーパルス系列により発生される9個のエコー
信号からの情報が、k空間マトリックス内で現れる場所
が示されている。
より発生される情報は、その情報がk空間マトリックス
内に入力される前に、入れ替えられる。と言うのは、k
空間マトリックス情報が、位相エンコーディング勾配の
大きさによって構成されるからである。図6には、勾配
スピンエコーパルス系列により発生される9個のエコー
信号からの情報が、k空間マトリックス内で現れる場所
が示されている。
【0009】前の例の場合と同様に、図4、5、及び6
には、このTurbo SEパルス系列により発生されるエコ
ー信号へのT2緩和の影響が示されている。図6には、
T2緩和により形成されるエコー信号での減衰が、これ
らのエコー信号がk空間マトリックスに入力される際の
エコー信号の入れ替え状態と共に明瞭に示されており、
その際、k空間マトリックス内に周期性が形成される。
つまり、k空間マトリックス内の3つの隣接行の各グル
ープにおいて、第1セグメントは最も大きな大きさを有
しており、第2セグメントは比較的小さな大きさを有し
ており、最後のセグメントは最小の大きさを有してい
る。
には、このTurbo SEパルス系列により発生されるエコ
ー信号へのT2緩和の影響が示されている。図6には、
T2緩和により形成されるエコー信号での減衰が、これ
らのエコー信号がk空間マトリックスに入力される際の
エコー信号の入れ替え状態と共に明瞭に示されており、
その際、k空間マトリックス内に周期性が形成される。
つまり、k空間マトリックス内の3つの隣接行の各グル
ープにおいて、第1セグメントは最も大きな大きさを有
しており、第2セグメントは比較的小さな大きさを有し
ており、最後のセグメントは最小の大きさを有してい
る。
【0010】図6のk空間マトリックス内の時間領域情
報は、フーリエ変換を使用して、画像情報(周波数領域
情報)に変換される。
報は、フーリエ変換を使用して、画像情報(周波数領域
情報)に変換される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】この変換が行われる場
合、k空間マトリックスの内容での上述の周期性は、い
わゆる「リンギングアーティファクト」としてデコード
されて、最終MR画像に微かなゴーストを含ませ、かつ
分解能の損失を惹起す。
合、k空間マトリックスの内容での上述の周期性は、い
わゆる「リンギングアーティファクト」としてデコード
されて、最終MR画像に微かなゴーストを含ませ、かつ
分解能の損失を惹起す。
【0012】従って、本発明の一つの目的は、ロングパ
ルス系列でも、スピン−スピン緩和によって、再構成さ
れるMR画像の画質が低下しないように、MRデータを
取り込んで処理する方法を提供することである。
ルス系列でも、スピン−スピン緩和によって、再構成さ
れるMR画像の画質が低下しないように、MRデータを
取り込んで処理する方法を提供することである。
【0013】本発明のもう一つの目的は、この方法が用
いられるMR検査を過度に長くしないで使用できるよう
な方法を提供することである。
いられるMR検査を過度に長くしないで使用できるよう
な方法を提供することである。
【0014】更に、別の目的は、一般的に、公知MRパ
ルス系列を改善することである。
ルス系列を改善することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
ると、所定の位相エンコーディング勾配で、第1セット
のMRデータ信号を試料から取り込むステップと、所定
の位相エンコーディング勾配で、第2セットのMRデー
タ信号を前記試料から取り込むステップと、前記第1セ
ットの各MRデータ信号からの一つの第1MRデータ信
号と、前記第2セットの各MRデータ信号からの一つの
第2MRデータ信号とを平均化することにより、平均M
Rデータ信号を計算するステップとを有しており、前記
第1MRデータ信号と前記第2MRデータ信号は、同等
の位相エンコーディング勾配を有していて、前記第1M
Rデータ信号と前記第2MRデータ信号の相応の各MR
データ信号セット内で、異なった時間位置を占めている
ことにより、解決される。
ると、所定の位相エンコーディング勾配で、第1セット
のMRデータ信号を試料から取り込むステップと、所定
の位相エンコーディング勾配で、第2セットのMRデー
タ信号を前記試料から取り込むステップと、前記第1セ
ットの各MRデータ信号からの一つの第1MRデータ信
号と、前記第2セットの各MRデータ信号からの一つの
第2MRデータ信号とを平均化することにより、平均M
Rデータ信号を計算するステップとを有しており、前記
第1MRデータ信号と前記第2MRデータ信号は、同等
の位相エンコーディング勾配を有していて、前記第1M
Rデータ信号と前記第2MRデータ信号の相応の各MR
データ信号セット内で、異なった時間位置を占めている
ことにより、解決される。
【0016】
【作用】本発明によると、同一の位相エンコーディング
を有し、かつ、スピン−スピン緩和の結果として振幅が
異なる(即ち、同じ系列または異なった系列内の異なっ
た時間位置を占める)各対の各スピンエコー信号が平均
化される。それから、その結果得られた平均化信号は、
元の各スピンエコー信号の位置で使用される。有利な実
施例では、各対の各スピンエコー信号は、単一パルス系
列または2つの同一かつ連続パルス系列から取り込むこ
とができる。系列は、フルフーリエまたはハーフフーリ
エ形式にすることができる。
を有し、かつ、スピン−スピン緩和の結果として振幅が
異なる(即ち、同じ系列または異なった系列内の異なっ
た時間位置を占める)各対の各スピンエコー信号が平均
化される。それから、その結果得られた平均化信号は、
元の各スピンエコー信号の位置で使用される。有利な実
施例では、各対の各スピンエコー信号は、単一パルス系
列または2つの同一かつ連続パルス系列から取り込むこ
とができる。系列は、フルフーリエまたはハーフフーリ
エ形式にすることができる。
【0017】
【実施例】次に、本発明を、実施例及び図(但し、これ
だけに限定されるものではない)を用いて説明する。
だけに限定されるものではない)を用いて説明する。
【0018】本発明の第1の有利な実施例のスピンエコ
ー系列について、図7を用いて説明する。この図には、
リフォーカシングパルスの偶数個(この実施例では14
個だが、このことは、本発明の部分ではない)のスピン
エコー系列が示されている。この有利な実施例では、位
相エンコーディング勾配が、正及び負の間で繰返し交互
に切り換えられ、つまり、初期極値からゼロを通過し
て、再度戻るように変化する。従って、スピンエコーE
1は、第1のリフォーカシングパルスの後、正の最大位
相エンコーディング勾配の印加後、読み出され、スピン
エコーE2は、第2のリフォーカシングパルスの後、負
の最大位相エンコーディング勾配の後、読み出され、ス
ピンエコーE3は、第3リフォーカシングパルスの後、
最大値より小さな正の位相エンコーディング勾配の印加
後、読み出され、スピンエコーE4は、第4リフォーカ
シングパルスの後、最大値より小さな負の位相エンコー
ディング勾配の印加後、読み出される、等。2つのスピ
ンエコー信号(この実施例では、スピンエコー信号
E7,E8)が0位相エンコーディングで読み出された
後、位相エンコーディング勾配は、漸次的に交互に切り
換えられて、大きさは増大するが、切り換えの方向は反
転され、従って、スピンエコー信号E9は、負の位相エ
ンコーディング勾配の存在下で読み出され、スピンエコ
ー信号E10は、正の位相エンコーディングの存在下で読
み出される、等。
ー系列について、図7を用いて説明する。この図には、
リフォーカシングパルスの偶数個(この実施例では14
個だが、このことは、本発明の部分ではない)のスピン
エコー系列が示されている。この有利な実施例では、位
相エンコーディング勾配が、正及び負の間で繰返し交互
に切り換えられ、つまり、初期極値からゼロを通過し
て、再度戻るように変化する。従って、スピンエコーE
1は、第1のリフォーカシングパルスの後、正の最大位
相エンコーディング勾配の印加後、読み出され、スピン
エコーE2は、第2のリフォーカシングパルスの後、負
の最大位相エンコーディング勾配の後、読み出され、ス
ピンエコーE3は、第3リフォーカシングパルスの後、
最大値より小さな正の位相エンコーディング勾配の印加
後、読み出され、スピンエコーE4は、第4リフォーカ
シングパルスの後、最大値より小さな負の位相エンコー
ディング勾配の印加後、読み出される、等。2つのスピ
ンエコー信号(この実施例では、スピンエコー信号
E7,E8)が0位相エンコーディングで読み出された
後、位相エンコーディング勾配は、漸次的に交互に切り
換えられて、大きさは増大するが、切り換えの方向は反
転され、従って、スピンエコー信号E9は、負の位相エ
ンコーディング勾配の存在下で読み出され、スピンエコ
ー信号E10は、正の位相エンコーディングの存在下で読
み出される、等。
【0019】図7から明らかなように、スピンエコー信
号E1は、スピンエコー信号E14と同じ位相エンコーデ
ィングを有している。更に、T2緩和が、誘起されたス
ピンエコーの振幅を減衰する場合、パルス系列の一番最
初に誘起されるので、スピンエコー信号E1の大きさは
最大であり、パルス系列の一番最後に誘起されるので、
スピンエコーE14は最小である。本発明によると、スピ
ンエコー信号E1は、スピンエコー信号E14で平均化さ
れ、これら2つの信号の平均値は、k空間マトリックス
(図10参照)の第1セグメント内で使用される。同じ
ことは、スピンエコー信号E2及びE13、スピンエコー
信号E3及びE12、スピンエコー信号E4及びE11、等の
場合に行われる。このようにして、k空間マトリックス
内の情報の各行が、誘起された各スピンエコー信号から
直接ではなく、誘起された各スピンエコー信号の平均か
ら形成される。
号E1は、スピンエコー信号E14と同じ位相エンコーデ
ィングを有している。更に、T2緩和が、誘起されたス
ピンエコーの振幅を減衰する場合、パルス系列の一番最
初に誘起されるので、スピンエコー信号E1の大きさは
最大であり、パルス系列の一番最後に誘起されるので、
スピンエコーE14は最小である。本発明によると、スピ
ンエコー信号E1は、スピンエコー信号E14で平均化さ
れ、これら2つの信号の平均値は、k空間マトリックス
(図10参照)の第1セグメント内で使用される。同じ
ことは、スピンエコー信号E2及びE13、スピンエコー
信号E3及びE12、スピンエコー信号E4及びE11、等の
場合に行われる。このようにして、k空間マトリックス
内の情報の各行が、誘起された各スピンエコー信号から
直接ではなく、誘起された各スピンエコー信号の平均か
ら形成される。
【0020】本発明の第2の有利な実施例によるパルス
系列が、図8に略示されている。この第2の有利な実施
例の場合も、スピンエコー系列であるが、全k空間マト
リックスを満たす代わりに(即ち、0位相エンコーディ
ング勾配による最も正の位相エンコーディングから、最
も負の位相エンコーディング勾配へ続くデータの全セッ
トを取り込む代わりに)、データの「ハーフフーリエ」
セットだけが取り込まれる。この第2の有利な実施例で
は、位相エンコーディング勾配は、最初、最大正値であ
り、ゼロに減少する。その後、位相エンコーディング勾
配は、パルス系列の終りに最大正値に増大する。この第
2の有利な実施例は、MR検査の長さを短縮するために
使用される。この第2の有利な実施例は、位相エンコー
ディング勾配が、リニアオーダで変化して、正及び負極
性間で頻繁に切り替わるという欠点を有している(この
正及び負の極性は、勾配コイルを駆動する電気装置に対
しては、なんらかの逆の結果を惹起す)。本発明の第1
の有利な実施例(フルフーリエデータセットが取り込ま
れる)では、位相エンコーディング勾配の極性が切り替
わる。
系列が、図8に略示されている。この第2の有利な実施
例の場合も、スピンエコー系列であるが、全k空間マト
リックスを満たす代わりに(即ち、0位相エンコーディ
ング勾配による最も正の位相エンコーディングから、最
も負の位相エンコーディング勾配へ続くデータの全セッ
トを取り込む代わりに)、データの「ハーフフーリエ」
セットだけが取り込まれる。この第2の有利な実施例で
は、位相エンコーディング勾配は、最初、最大正値であ
り、ゼロに減少する。その後、位相エンコーディング勾
配は、パルス系列の終りに最大正値に増大する。この第
2の有利な実施例は、MR検査の長さを短縮するために
使用される。この第2の有利な実施例は、位相エンコー
ディング勾配が、リニアオーダで変化して、正及び負極
性間で頻繁に切り替わるという欠点を有している(この
正及び負の極性は、勾配コイルを駆動する電気装置に対
しては、なんらかの逆の結果を惹起す)。本発明の第1
の有利な実施例(フルフーリエデータセットが取り込ま
れる)では、位相エンコーディング勾配の極性が切り替
わる。
【0021】第2の有利な実施例による「ハーフフーリ
エ」取り込みでは、例えば、ゼロ位相エンコーディング
と最大正位相エンコーディングとの間の領域に、データ
取り込みを制限する必要はない。むしろ、位相エンコー
ディング勾配は、所定正最大値から所定負最小値に変化
し、その所定負最小値は、異なった絶対値を有してお
り、即ち、合成されるk空間マトリックスは、その中心
に対して非対称である。ゼロ位相エンコーディング勾配
を越えて、「ハーフフーリエ」取り込みを拡張すること
により、位相誤差の影響が低減される。
エ」取り込みでは、例えば、ゼロ位相エンコーディング
と最大正位相エンコーディングとの間の領域に、データ
取り込みを制限する必要はない。むしろ、位相エンコー
ディング勾配は、所定正最大値から所定負最小値に変化
し、その所定負最小値は、異なった絶対値を有してお
り、即ち、合成されるk空間マトリックスは、その中心
に対して非対称である。ゼロ位相エンコーディング勾配
を越えて、「ハーフフーリエ」取り込みを拡張すること
により、位相誤差の影響が低減される。
【0022】スピンエコー系列を利用する本発明の第3
の有利な実施例について、図9を用いて説明する。この
実施例では、平均化が、2つの連続スキャンの間、2つ
の連続勾配スピンエコーパルス系列を使用して誘導され
るエコー信号対に対して実行される。
の有利な実施例について、図9を用いて説明する。この
実施例では、平均化が、2つの連続スキャンの間、2つ
の連続勾配スピンエコーパルス系列を使用して誘導され
るエコー信号対に対して実行される。
【0023】これらの勾配スピンエコーパルス系列は、
使用された位相エンコーディング勾配を除いて、同一で
ある。このため、図8には、各系列が一緒に示されてい
るが、第1系列で使用されている位相エンコーディング
勾配は、軸Gy1に沿って示されており、第2系列で使用
されている位相エンコーディング勾配は、軸Gy2に沿っ
て示されている。有利には(但し、不可欠ではない)、
第2パルス系列での読み出し勾配の極性は、第1パルス
系列で使用される読み出し勾配の極性の逆である。こう
することにより、位相誤差が低減される。
使用された位相エンコーディング勾配を除いて、同一で
ある。このため、図8には、各系列が一緒に示されてい
るが、第1系列で使用されている位相エンコーディング
勾配は、軸Gy1に沿って示されており、第2系列で使用
されている位相エンコーディング勾配は、軸Gy2に沿っ
て示されている。有利には(但し、不可欠ではない)、
第2パルス系列での読み出し勾配の極性は、第1パルス
系列で使用される読み出し勾配の極性の逆である。こう
することにより、位相誤差が低減される。
【0024】本発明の第3の有利な実施例では、第1勾
配スピンエコーパルス系列が開始される。図示のよう
に、系列が、5つのリフォーカシングパルス(これは、
本発明の一部分ではなく、任意の数のリフォーカシング
パルスを利用できる)を有し、かつ、各リフォーカシン
グパルスの後、3つの信号が読み出される(同様に、本
発明の一部分ではない)ので、15個のエコー信号E
1,1、E2,1、E3,1、E4,1、E5,1、E6,1、E7,1、E
8,1、E9,1、E10,1、E11,1、E12,1、E13,1、
E14,1、及びE15,1が誘導される。その後、第2勾配ス
ピンエコーパルス系列が開始され、この第2パルス系列
の間、15個のエコー信号E1,2、E2,2、E3,2、
E4,2、E5,2、E6,2、E7,2、E8,2、E9,2、E10,2、
E11,2、E13,2、E14,2、及びE15,2が、同様に誘導さ
れる。
配スピンエコーパルス系列が開始される。図示のよう
に、系列が、5つのリフォーカシングパルス(これは、
本発明の一部分ではなく、任意の数のリフォーカシング
パルスを利用できる)を有し、かつ、各リフォーカシン
グパルスの後、3つの信号が読み出される(同様に、本
発明の一部分ではない)ので、15個のエコー信号E
1,1、E2,1、E3,1、E4,1、E5,1、E6,1、E7,1、E
8,1、E9,1、E10,1、E11,1、E12,1、E13,1、
E14,1、及びE15,1が誘導される。その後、第2勾配ス
ピンエコーパルス系列が開始され、この第2パルス系列
の間、15個のエコー信号E1,2、E2,2、E3,2、
E4,2、E5,2、E6,2、E7,2、E8,2、E9,2、E10,2、
E11,2、E13,2、E14,2、及びE15,2が、同様に誘導さ
れる。
【0025】エコー信号E1,1、E2,1、及びE3,1が、
エコー信号E13,2、E14,2、及びE15,2の位相エンコー
ディングと同様の位相エンコーディングを有していると
いうことが分かる。更に、エコー信号E1,1、E2,1、及
びE3,1は、第1パルス系列の最初に発生されるので、
これらの信号の振幅は高く、エコー信号E13,2、
E14 ,2、及びE15,2は、第2パルス系列の終りに発生さ
れるので、これらの信号の振幅は低い。本発明の第3の
有利な実施例によると、エコー信号E1,1、及びE13,2
は、平均化され、この平均値は、k空間マトリックス
(図11参照)の第1セグメント内の行を満たすために
使用される。同様に、エコー信号E2,1、及びE
14,2は、平均化され、この平均値は、k空間マトリック
スの第4セグメント内の行を満たすために使用されれ
る。この過程は、両パルス系列中誘導されるエコー信号
全てが平均化されるまで継続される。
エコー信号E13,2、E14,2、及びE15,2の位相エンコー
ディングと同様の位相エンコーディングを有していると
いうことが分かる。更に、エコー信号E1,1、E2,1、及
びE3,1は、第1パルス系列の最初に発生されるので、
これらの信号の振幅は高く、エコー信号E13,2、
E14 ,2、及びE15,2は、第2パルス系列の終りに発生さ
れるので、これらの信号の振幅は低い。本発明の第3の
有利な実施例によると、エコー信号E1,1、及びE13,2
は、平均化され、この平均値は、k空間マトリックス
(図11参照)の第1セグメント内の行を満たすために
使用される。同様に、エコー信号E2,1、及びE
14,2は、平均化され、この平均値は、k空間マトリック
スの第4セグメント内の行を満たすために使用されれ
る。この過程は、両パルス系列中誘導されるエコー信号
全てが平均化されるまで継続される。
【0026】本発明の第3の有利な実施例による他のパ
ルス系列では、一つのスピンエコー系列だけが使用され
る。この系列は、図13に略示されている。合成された
k空間マトリックスでは、第1セグメントは、エコーE
1、及びE28を平均化することにより形成されており、
第2セグメントは、エコーE4、及びE25を平均化する
ことにより形成されている、等。図13に示されたパル
ス系列は、最初軸Gy1に沿って変化し、それから、図9
で軸Gy2に沿って示されているように変化する位相エン
コーディング勾配を使用することに注意すべきである。
その結果、図13に略示されたパルス系列は、2つのパ
ルス系列の夫々の長さの2倍の長さ続く(図9に略示さ
れている)。
ルス系列では、一つのスピンエコー系列だけが使用され
る。この系列は、図13に略示されている。合成された
k空間マトリックスでは、第1セグメントは、エコーE
1、及びE28を平均化することにより形成されており、
第2セグメントは、エコーE4、及びE25を平均化する
ことにより形成されている、等。図13に示されたパル
ス系列は、最初軸Gy1に沿って変化し、それから、図9
で軸Gy2に沿って示されているように変化する位相エン
コーディング勾配を使用することに注意すべきである。
その結果、図13に略示されたパルス系列は、2つのパ
ルス系列の夫々の長さの2倍の長さ続く(図9に略示さ
れている)。
【0027】本発明によると、k空間マトリックス内の
信号は全て、高振幅信号及び低振幅信号を平均化するこ
とにより形成されるので、k空間マトリックス内の振幅
変化は、著しく低減される。また、この信号平均化によ
り、√2の係数だけ信号対雑音比が改善される。しか
し、この平均化により、完全なデータセットを取り込む
ために(即ち、データでk空間マトリックスを満たすた
めに)必要な時間が2倍になる。取り込み時間を低減す
ることよりも信号対雑音比を改善することの方が重要で
はない場合、各エコー用の読み出し時間を低減すること
ができる(例えば、1/2 だけ)。これにより、取り込み
時間及び信号対雑音比が形成され、取り込み時間及び信
号対雑音比は、米国特許公開第5,270,654号広
報により開示されたようなパルス系列により形成される
ものに比肩し得る。しかし、各パルス系列は、短縮さ
れ、各パルス系列内の各信号の間隔は相互に一層接近
し、信号振幅変化は低減される。
信号は全て、高振幅信号及び低振幅信号を平均化するこ
とにより形成されるので、k空間マトリックス内の振幅
変化は、著しく低減される。また、この信号平均化によ
り、√2の係数だけ信号対雑音比が改善される。しか
し、この平均化により、完全なデータセットを取り込む
ために(即ち、データでk空間マトリックスを満たすた
めに)必要な時間が2倍になる。取り込み時間を低減す
ることよりも信号対雑音比を改善することの方が重要で
はない場合、各エコー用の読み出し時間を低減すること
ができる(例えば、1/2 だけ)。これにより、取り込み
時間及び信号対雑音比が形成され、取り込み時間及び信
号対雑音比は、米国特許公開第5,270,654号広
報により開示されたようなパルス系列により形成される
ものに比肩し得る。しかし、各パルス系列は、短縮さ
れ、各パルス系列内の各信号の間隔は相互に一層接近
し、信号振幅変化は低減される。
【0028】有利な実施例について、上述のように詳述
したが、本発明の範囲は、特許請求の範囲にだけ限定さ
れている。
したが、本発明の範囲は、特許請求の範囲にだけ限定さ
れている。
【0029】
【発明の効果】ロングパルス系列でも、スピン−スピン
緩和によって、再構成されるMR画像の画質が低下しな
いように、MRデータを取り込んで処理することがで
き、この方法が用いられるMR検査を過度に長くしない
で使用でき、一般的に、公知MRパルス系列を改善する
ことができる。
緩和によって、再構成されるMR画像の画質が低下しな
いように、MRデータを取り込んで処理することがで
き、この方法が用いられるMR検査を過度に長くしない
で使用でき、一般的に、公知MRパルス系列を改善する
ことができる。
【図1】シーメンス社製MR装置で現在商用利用されて
いるスピンエコーパルス系列の略図を示す。
いるスピンエコーパルス系列の略図を示す。
【図2】図1に略示されたパルス系列を使用して発生さ
れる各スピンエコー信号の振幅に、スピン−スピン緩和
がどのように影響を及ぼすのかについての略図を示す。
れる各スピンエコー信号の振幅に、スピン−スピン緩和
がどのように影響を及ぼすのかについての略図を示す。
【図3】図1に略示されたパルス系列を使用して発生さ
れたMRデータが、どのようにしてk空間マトリックス
内で利用されるのかについての略図を示す。
れたMRデータが、どのようにしてk空間マトリックス
内で利用されるのかについての略図を示す。
【図4】米国特許公開第5,270,654号公報に開
示されたパルス系列の略図を示す。
示されたパルス系列の略図を示す。
【図5】図4に略示されたパルス系列を使用して発生さ
れる各スピンエコー信号の振幅に、スピン−スピン緩和
がどのように影響を及ぼすのかについての略図を示す。
れる各スピンエコー信号の振幅に、スピン−スピン緩和
がどのように影響を及ぼすのかについての略図を示す。
【図6】図4に略示されたパルス系列を使用して発生さ
れるMRデータがどのようにして利用されるのか、及
び、そのようなk空間マトリックスがそのようなMRデ
ータ内の周期性をどのように有しているのかについての
略図を示す。
れるMRデータがどのようにして利用されるのか、及
び、そのようなk空間マトリックスがそのようなMRデ
ータ内の周期性をどのように有しているのかについての
略図を示す。
【図7】本発明の第1の有利な実施例によるパルス系列
の略図を示す。
の略図を示す。
【図8】本発明の第2の有利な実施例によるパルス系列
の略図を示す。
の略図を示す。
【図9】本発明の第3の有利な実施例によるパルス系列
の略図を示す。
の略図を示す。
【図10】本発明の第1の有利な実施例により形成され
たk空間マトリックスの略図を示す。
たk空間マトリックスの略図を示す。
【図11】本発明の第2の有利な実施例により形成され
たk空間マトリックスの略図を示す。
たk空間マトリックスの略図を示す。
【図12】本発明の第3の有利な実施例により形成され
たk空間マトリックスの略図を示す。
たk空間マトリックスの略図を示す。
【図13】本発明の第3の有利な実施例による別のパル
ス系列を示す。
ス系列を示す。
E1〜E30 エコー信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイヴィット エー フェインバーグ アメリカ合衆国 ニューヨーク ニューヨ ーク イースト サーティス ストリート 333 (72)発明者 ベルトルト キーファー ドイツ連邦共和国 エルランゲン ヘンケ シュトラーセ 127
Claims (10)
- 【請求項1】 一連のエコーを有するパルス系列を使用
して、試料から取り込まれたMRデータを処理する方法
において、所定の位相エンコーディング勾配で、第1セ
ットのMRデータ信号を試料から取り込むステップと、
所定の位相エンコーディング勾配で、第2セットのMR
データ信号を前記試料から取り込むステップと、前記第
1セットの各MRデータ信号からの一つの第1MRデー
タ信号と、前記第2セットの各MRデータ信号からの一
つの第2MRデータ信号とを平均化することにより、平
均MRデータ信号を計算するステップとを有しており、
前記第1MRデータ信号と前記第2MRデータ信号は、
同等の位相エンコーディング勾配を有していて、前記第
1MRデータ信号と前記第2MRデータ信号の相応の各
MRデータ信号セット内で、異なった時間位置を占めて
いることを特徴とするMRデータの処理方法。 - 【請求項2】 一連のエコーを有するパルス系列を使用
して、試料から取り込まれたMRデータを処理する方法
において、所定の位相エンコーディング勾配で、1セッ
トのMRデータ信号を試料から取り込むステップと、同
等の位相エンコーディング勾配を有していて、前記セッ
トのMRデータ信号内で異なった時間位置を占めている
各データ信号を平均化することにより、平均MRデータ
信号を計算するステップとを有していることを特徴とす
るMRデータの処理方法。 - 【請求項3】 偶数個のリフォーカシングパルスを有し
ていて、同一に位相エンコードされた各エコー信号の複
数対を発生する単一パルス系列を使用して取り込まれた
MRデータ信号を処理する方法において、前記方法は、
各対の、同一に位相エンコードされた各エコー信号を選
択するステップと、同一に位相エンコードされた各エコ
ー信号の、そのような対の夫々を平均化するステップと
を有していることを特徴とするMRデータの処理方法。 - 【請求項4】 夫々同様数個のリフォーカシングパルス
を有していて、夫々同一複数個の各エコー信号を発生す
る2つのパルス系列を使用して取り込まれたMRデータ
信号を処理する方法において、前記方法は、異なったパ
ルス系列から取り込まれて、当該パルス系列の夫々のパ
ルス系列内の異なった時間位置を占める、同一に位相エ
ンコードされた各エコー信号の各対について選択するス
テップと、同一に位相エンコードされた各エコー信号
の、そのような対の夫々について平均化するステップと
を有していることを特徴とするMRデータの処理方法。 - 【請求項5】 試料から、MRデータを取り込んで処理
する方法において、試料を均一磁場内に配置するステッ
プと、N/2 個の位相エンコード勾配で取り込まれるN個
のスピンエコー信号を前記試料をして発生せしめるよう
に、偶数N個のリフォーカシングパルスを有する多重エ
コーに関するパルス系列を以って形成される1セットの
RF磁場と複数の勾配磁場を前記試料に加えるステップ
とを有しており、その際、スピンエコー信号のN/2 個の
対が発生され、そのような各対は、同一の位相エンコー
ディング勾配で取り込まれた各スピンエコー信号を有し
ており、N/2 個の平均エコー信号を形成するために、そ
のような各対内の各スピンエコー信号を平均化するステ
ップと、前記N/2 個の平均エコー信号を、フーリエ変換
用のデータとして使用するステップとを有していること
を特徴とするMRデータの処理方法。 - 【請求項6】 試料から、MRデータを取り込んで処理
する方法において、試料を均一磁場内に配置するステッ
プと、前記試料により、所定の位相エンコード勾配でス
ピンエコー信号を発生させるように、複数のリフォーカ
シングパルスを有する多重エコーに関するパルス系列を
以って形成される第1セットのRF磁場と第1セットの
勾配磁場を前記試料に加えるステップと、前記試料をし
て、前記所定の位相エンコード勾配でスピンエコー信号
を発生せしめるように、同様複数のリフォーカシングパ
ルスを有する多重エコーに関するパルス系列を以って形
成される第2セットのRF磁場と第2セットの勾配磁場
を前記試料に加えるステップと、単一対でのスピンエコ
ーが、異なったセットのRF磁場により発生されて、同
一の位相エンコーディングを有しているように、スピン
エコー信号の各対を選択するステップと、平均エコー信
号を形成するために、そのような各対でのスピンエコー
信号を平均化するステップと、前記平均エコー信号をフ
ーリエ変換用のデータとして使用するステップを有して
いることを特徴とするMRデータを取り込んで処理する
方法。 - 【請求項7】 R*G/2個の対のエコー信号が発生さ
れて、各対のスピンエコー信号が、同じ位相エンコーデ
ィングで発生されるように、偶数R個のリフォーカシン
グパルスと各リフォーカシングパルス後にG個の読み出
し勾配パルスを有していて、複数の、所定の位相エンコ
ーディング勾配を使用して取り込まれるR*G個のエコ
ー信号を発生するパルス系列を使用して取り込まれるM
Rデータの処理方法において、前記方法は、前記のよう
な各対の各エコー信号を平均化するステップを有してい
ることを特徴とするMRデータの処理方法。 - 【請求項8】 2R*G個の対のエコー信号が発生され
て、各対のスピンエコー信号が、異なったパルス系列か
ら取り込まれ、かつ、同じ位相エンコーディングで発生
されるように、R個のリフォーカシングパルスと各リフ
ォーカシングパルス後にG個の読み出し勾配パルスを有
していて、複数の、所定の位相エンコーディング勾配を
使用して取り込まれるR*G個のエコー信号を発生する
2つのパルス系列を使用して取り込まれるMRデータの
処理方法において、前記方法は、前記のような各対のエ
コー信号を平均化するステップを有していることを特徴
とするMRデータの処理方法。 - 【請求項9】 パルス系列での位相エンコーディング勾
配は、相互に時間的に逆方向に変化する請求項8記載の
MRデータの処理方法。 - 【請求項10】 前記所定の位相エンコーディング勾配
は、正の極値と負の極値との間で変化し、前記正の極値
と前記負の極値は、異なった絶対値を有している請求項
1または2記載のMRデータの処理方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/218,163 US5545990A (en) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | Averaging of identically phase-encoded MR signals to reduce image degradation caused by spin-spin relaxation |
| US08/218163 | 1994-03-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0838452A true JPH0838452A (ja) | 1996-02-13 |
Family
ID=22814004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7068432A Pending JPH0838452A (ja) | 1994-03-25 | 1995-03-27 | Mrデータの処理方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5545990A (ja) |
| JP (1) | JPH0838452A (ja) |
| DE (1) | DE19511919A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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