JPH0889493A - MRI imaging method - Google Patents

MRI imaging method

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JPH0889493A
JPH0889493A JP6232768A JP23276894A JPH0889493A JP H0889493 A JPH0889493 A JP H0889493A JP 6232768 A JP6232768 A JP 6232768A JP 23276894 A JP23276894 A JP 23276894A JP H0889493 A JPH0889493 A JP H0889493A
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JP
Japan
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magnetization
image
magnetic field
images
pulse
Prior art date
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Pending
Application number
JP6232768A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Nabeshima
貴之 鍋島
Yoshitaka Bito
良孝 尾藤
Tomotsugu Hirata
智嗣 平田
Etsuji Yamamoto
悦治 山本
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
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Publication date
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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】MRIの撮像方法において、磁化の緩和状態が
異なる画像を短時間で且つ高い分解能で取得することが
可能なMRI撮像方法を提供する。 【構成】n個の縦緩和状態に関して、それぞれの画像を
計測空間で分割した一部を、一回の緩和過程の間に取得
する。これを繰り返し、n枚の画像を作成するために必
要な全信号を取得する。この方法により、一枚の画像作
成に多くのエコー信号を用いることや、一連のエコー信
号の強度の大きい部分を選択して利用することが可能に
なる。また、時間分解能の劣化を防げる。
(57) [Summary] [Object] To provide an MRI imaging method capable of acquiring images with different relaxation states of magnetization in a short time with high resolution. [Constitution] Regarding n vertical relaxation states, a part obtained by dividing each image in a measurement space is acquired during one relaxation process. By repeating this, all signals necessary to create n images are acquired. According to this method, it is possible to use many echo signals to create one image and to select and use a portion of a series of echo signals having high intensity. In addition, deterioration of time resolution can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、被検体中に含まれる水
素,燐,炭素などの原子核からの磁気共鳴(MR)信号
を測定し、生体内の組織に関する情報を映像化する磁気
共鳴撮影(MRI)装置において、磁化の縦緩和状態が
異なる複数の画像を短時間に且つ高い空間分解能で取得
することを可能とするMRI撮像方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention measures magnetic resonance (MR) signals from atomic nuclei of hydrogen, phosphorus, carbon and the like contained in a subject, and visualizes information on tissues in a living body. The present invention relates to an MRI imaging method that enables a (MRI) apparatus to acquire a plurality of images having different longitudinal relaxation states of magnetization in a short time with high spatial resolution.

【0002】[0002]

【従来の技術】MRI装置では、被検体の関心部位に含
まれる水素,燐,炭素などの原子核からの磁気共鳴信号
を取得して、被検体内の様子を非侵襲に画像化してい
る。この磁気共鳴信号には多くの物理化学的な情報が混
在しており、それぞれが臨床上重要な意味を持つ。それ
らの情報のうちの一つにスピン−格子緩和(以下、縦緩
和)がある。縦緩和の状態が異なる画像を複数枚取得す
ることによって、縦緩和の時定数T1 の空間分布を求め
ることができる。しかし、現在臨床で用いられている方
法ではT1 の空間分布を求めるのに多くの時間がかかり
問題となっている。
2. Description of the Related Art An MRI apparatus acquires magnetic resonance signals from atomic nuclei such as hydrogen, phosphorus, and carbon contained in a region of interest of a subject, and noninvasively images the inside of the subject. A lot of physicochemical information is mixed in this magnetic resonance signal, and each has a clinically important meaning. One of the information is spin-lattice relaxation (hereinafter, longitudinal relaxation). The spatial distribution of the time constant T 1 of vertical relaxation can be obtained by acquiring a plurality of images having different states of vertical relaxation. However, in the method currently used in clinical practice, it takes a lot of time to obtain the spatial distribution of T 1 , which is a problem.

【0003】これを解決するために、短時間で縦緩和の
状態が異なる複数枚の画像を取得する方法として、次の
ような方法が報告されている。
In order to solve this, the following method has been reported as a method for acquiring a plurality of images having different longitudinal relaxation states in a short time.

【0004】静磁場中に置かれ一方向(以下、これを縦
方向と呼ぶ)に揃った被検体内の原子核の磁化に対し、
180度反転RFパルスを印加して磁化の方向を反転さ
せる。時間Ta経過後、第一のθ度(θ<90)RFパ
ルスを印加し、磁化を縦方向に対してθ度倒す。倒され
た磁化を縦方向の成分とそれに直交する方向(以下、こ
れを横方向と呼ぶ)の成分とに分解し、その横方向の成
分から、第一の縦緩和状態の画像作成のために必要な全
エコー信号をエコープラーナ法で取得する。第一のθ度
(θ<90)RFパルスにつづいて、時間Tb間隔でθ
度RFパルスの印加をn回繰り返す。各θ度RFパルス
の印加ごとに各々の画像作成に必要な全エコー信号の取
得を行う。これにより、一回の緩和過程の間に、n枚の
異なる縦緩和状態の画像を取得できる。
With respect to the magnetization of atomic nuclei in a subject placed in a static magnetic field and aligned in one direction (hereinafter referred to as the longitudinal direction),
A 180-degree inversion RF pulse is applied to invert the direction of magnetization. After the lapse of time Ta, a first θ degree (θ <90) RF pulse is applied to invert the magnetization by θ degrees with respect to the longitudinal direction. The collapsed magnetization is decomposed into a component in the vertical direction and a component in the direction orthogonal to it (hereinafter referred to as the horizontal direction), and from the component in the horizontal direction, an image in the first longitudinal relaxation state is created. Acquire all necessary echo signals by the echo planar method. Following the first θ degree (θ <90) RF pulse, θ at time Tb intervals
The application of the RF pulse is repeated n times. Every echo signal necessary for creating each image is acquired for each application of each θ-degree RF pulse. As a result, n images in different longitudinal relaxation states can be acquired during one relaxation process.

【0005】取得した緩和状態の異なる画像から、縦緩
和の時定数T1と原子核密度M0を未知数としてT1の分
布画像を求めることができる。
From the acquired images of different relaxation states, a distribution image of T 1 can be obtained with the time constant T 1 of longitudinal relaxation and the nuclear density M 0 as unknowns.

【0006】この方法の詳しい原理についてはマグネテ
ィック・レゾナンス・イン・メディスン(Magnetic Reso
nance in Medicine)30巻351頁から354頁(19
93年)に記載されている。
The detailed principle of this method is described in Magnetic Resonance in Medicine.
nance in Medicine) Volume 30, Pages 351 to 354 (19
1993).

【0007】上記方法において画像取得に用いられたエ
コープラーナ法とは、RFパルス印加後に信号読み出し
のために印加するリードアウト傾斜磁場の極性を高速に
反転することによって、多くのエコー信号を発生させる
撮像方法である。
In the echo planar method used for image acquisition in the above method, a large number of echo signals are generated by rapidly reversing the polarity of a readout gradient magnetic field applied for signal readout after applying an RF pulse. This is an imaging method.

【0008】RFパルスで励起した磁化は、時間の経過
とともに指数関数的に減衰する。従って、エコープラー
ナ法のように一回のRFパルスの印加で複数のエコー信
号を発生させる場合、発生順序が後のものほど信号強度
が弱くなる。画像の空間分解能は画像作成に使用するエ
コー信号の数に依存し、空間分解能の高い画像を得るた
めには、画像作成に使用可能な強度を有するエコー信号
を多数発生させる必要がある。しかし、傾斜磁場の駆動
能力の限界から、一回のRFパルスの印加で発生可能な
エコー信号の数は制限されるため、得られる画像の空間
分解能もそれに従って制限される。
The magnetization excited by the RF pulse decays exponentially with the passage of time. Therefore, when a plurality of echo signals are generated by applying an RF pulse once as in the echo planar method, the signal intensity becomes weaker in the later generation order. The spatial resolution of an image depends on the number of echo signals used for image creation, and in order to obtain an image with high spatial resolution, it is necessary to generate a large number of echo signals having an intensity that can be used for image creation. However, since the number of echo signals that can be generated by applying a single RF pulse is limited due to the limit of the driving capability of the gradient magnetic field, the spatial resolution of the obtained image is also limited accordingly.

【0009】これを解決し、空間分解能の高い画像を得
る方法として、次のような方法が報告されている。
As a method for solving this problem and obtaining an image with high spatial resolution, the following method has been reported.

【0010】一回のRFパルスの印加では、画像作成に
必要な全エコー信号を複数に分割したうちの一部を取得
する。RFパルスの印加を分割数と同数だけ繰り返し、
画像作成に必要な全エコー信号を取得する。これによ
り、一枚の画像作成に多数のエコーを使用することがで
き、高い分解能の画像を得ることができる。本明細書中
では、この方法を計測空間分割と呼ぶことにする。ここ
で、計測空間とは、信号読み出しのために印加するリー
ドアウト傾斜磁場の印加量を横軸に、それと直交して位
置情報を付加するために印加するエンコード傾斜磁場の
印加量を縦軸にとり、傾斜磁場の印加量に従ってエコー
信号のサンプリングポイントを配列したものである。こ
のエコープラーナ法を用いて計測空間分割撮像を行った
報告には、例えば、日本磁気共鳴医学会雑誌,11S,
175頁(1993年)などがある。
In the application of the RF pulse once, a part of all the echo signals necessary for image formation is divided into a plurality of pieces and is acquired. The application of RF pulse is repeated by the same number as the division number,
Acquire all echo signals required for image creation. As a result, many echoes can be used to create one image, and an image with high resolution can be obtained. In this specification, this method will be referred to as measurement space division. Here, the measurement space is the application amount of the readout gradient magnetic field applied for signal readout on the horizontal axis, and the application amount of the encoding gradient magnetic field applied orthogonally thereto for adding position information on the vertical axis. The sampling points of the echo signal are arranged according to the applied amount of the gradient magnetic field. The report of the measurement space division imaging using the echo planar method is described in, for example, Japan Society for Magnetic Resonance Medicine, 11S,
175 pages (1993).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
て、それぞれ以下のような課題があげられる。
The above-mentioned conventional techniques have the following problems, respectively.

【0012】上記第一の従来技術において、画像取得の
ために印加するRFパルスにはθ度RFパルスを用いて
いる。一枚の画像作成に必要な全エコー信号は、一回の
θ度RFパルスの印加で励起された磁化からエコープラ
ーナ法によって取得される。画像作成に用いられる磁化
の横方向成分は、縦磁化の大きさのsinθ倍(θ<9
0,sinθ<1)になるため、信号強度は弱くなり、
使用可能なエコー信号の数が少なくなる。従って、この
方法で得られる画像の信号対雑音比は低くなり、傾斜磁
場の駆動能力の限界から、空間分解能は制限を受ける。
In the first prior art, the θ degree RF pulse is used as the RF pulse applied for image acquisition. All echo signals required to create one image are obtained by the echo planar method from the magnetization excited by applying a single θ-degree RF pulse. The lateral component of the magnetization used for image creation is sin θ times the magnitude of the longitudinal magnetization (θ <9
Since 0, sin θ <1), the signal strength becomes weaker,
Fewer echo signals are available. Therefore, the signal-to-noise ratio of the image obtained by this method is low, and the spatial resolution is limited due to the limitation of the driving ability of the gradient magnetic field.

【0013】また、上記従来の技術を用いて得られた縦
緩和状態が異なる複数の画像から、T1 の分布画像を求
める場合に、各画像の空間分解能が低いと、一画素内に
1が異なる複数の原子核が含まれることが多くなるた
め、得られるT1 の精度が劣化するという問題が生じ
る。T1 の分布を得る上で、時間分解能を向上させるこ
とについてはこれまでにも議論されていた。しかし、そ
れと同時に空間分解能も向上させ、T1 の精度劣化を防
ぐことについては議論されていない。
Further, when a distribution image of T 1 is obtained from a plurality of images having different longitudinal relaxation states obtained by using the above conventional technique, if the spatial resolution of each image is low, T 1 within one pixel Since a plurality of atomic nuclei different from each other are often included, there arises a problem that the accuracy of T 1 obtained deteriorates. Improving the temporal resolution in obtaining the distribution of T 1 has been discussed so far. However, at the same time, it has not been discussed to improve the spatial resolution and prevent the accuracy deterioration of T 1 .

【0014】上記第二の従来技術では、一枚の画像作成
に必要な全エコー信号を分割して取得し、画像の空間分
解能を向上させる。この撮像方法ではRFパルスを分割
数と同数だけ印加するが、RFパルス間の時間が数百ms
から数sに及ぶため、画像作成の時間分解能が低下す
る。一つの縦緩和状態についての画像を撮像する場合、
この時間分解能の低下はほとんど問題にならないが、縦
緩和状態が異なる画像複数枚をこの撮像方法で取得する
場合には、条件を変えて、これを繰り返す必要があるた
め、時間分解能の劣化は大きな問題となる。
In the second conventional technique, all echo signals necessary for producing one image are divided and acquired, and the spatial resolution of the image is improved. This imaging method applies the same number of RF pulses as the number of divisions, but the time between RF pulses is several hundred ms.
To s for several seconds, the time resolution of image creation is reduced. When capturing an image of one longitudinal relaxation state,
This decrease in time resolution is hardly a problem, but when multiple images with different longitudinal relaxation states are acquired by this imaging method, it is necessary to change the conditions and repeat this, so the deterioration of time resolution is large. It becomes a problem.

【0015】本発明の目的は、傾斜磁場の駆動に関する
要求を軽減し、緩和状態の異なる複数の画像を短時間に
且つ高い分解能で取得することが可能なMRI撮像方法
を提供するもので、以上の二つの課題を同時に解決する
ものである。
An object of the present invention is to provide an MRI imaging method which can reduce the requirement for driving a gradient magnetic field and can acquire a plurality of images having different relaxation states in a short time with high resolution. It is to solve the two problems at the same time.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段は、緩和状態の異なるn枚の画像を計測空間にお
いて分割し、一回の緩和過程の間に、n枚それぞれの一
部を取得する方法が考えられる。具体的には、以下のよ
うに行う。
[Means for Solving the Problems] A means for achieving the above object is to divide n images of different relaxation states in a measurement space, and to make a part of each of the n images during one relaxation process. A method of getting it is possible. Specifically, it is performed as follows.

【0017】まず、180度RFパルスによって被検体
内に含まれる原子核の磁化を反転させる。時間Ta経過
後、第一のθ度(θ<90)RFパルスを印加する。こ
のとき、第一の縦緩和状態の画像を作成するのに必要な
全エコー信号を計測空間において複数に分割し、その一
部を取得する。第一のθ度RFパルスから時間Tb間隔
で、第二から第nまでのθ度RFパルスを繰り返し印加
する。各θ度RFパルスの印加ごとに、第二から第nま
での縦緩和状態の画像を作成するのに必要な全エコー信
号を計測空間で分割し、それぞれ、その一部を取得す
る。これにより、一回の緩和過程の間に、n枚の縦緩和
状態の異なる画像を作成するのに必要な信号の一部を取
得することができる。
First, the magnetization of atomic nuclei contained in the subject is reversed by a 180 degree RF pulse. After the time Ta has elapsed, the first θ degree (θ <90) RF pulse is applied. At this time, all the echo signals necessary for creating the image in the first longitudinal relaxation state are divided into a plurality in the measurement space, and a part of them is acquired. The second to nth θ-degree RF pulses are repeatedly applied at time Tb intervals from the first θ-degree RF pulse. For each application of each θ-degree RF pulse, all echo signals necessary for creating the second to nth longitudinal relaxation state images are divided in the measurement space, and a part of each is acquired. This makes it possible to acquire some of the signals necessary to create n images with different longitudinal relaxation states during one relaxation process.

【0018】第nのθ度RFパルスの印加後、磁化の回
復を待ち、再度、磁化の180度反転、n回のθ度RF
パルス印加と信号取得の過程を複数回繰り返す。これに
より、緩和状態の異なるn枚の画像を作成するために必
要な全信号を取得することができる。
After the application of the nth θ-degree RF pulse, the magnetization is waited for recovery, the magnetization is inverted again by 180 degrees, and the θ-degree RF is repeated n times.
The process of pulse application and signal acquisition is repeated multiple times. This makes it possible to acquire all signals necessary to create n images with different relaxation states.

【0019】[0019]

【作用】上記課題を解決するための手段には、以下のよ
うな作用がある。
The means for solving the above problems have the following actions.

【0020】(1)画像作成に必要なエコー信号を分割し
て取得するので、一回のRFパルスで発生させる信号数
を少なくでき、傾斜磁場の駆動に対する要求を軽減でき
る。
(1) Since the echo signals required for image formation are divided and acquired, the number of signals generated by one RF pulse can be reduced and the demand for driving the gradient magnetic field can be reduced.

【0021】(2)一枚の画像を作成するのに、多くのエ
コー信号を用いることが可能となるので、高い空間分解
能の画像を得ることができる。
(2) Since many echo signals can be used to create one image, an image with high spatial resolution can be obtained.

【0022】(3)一連のエコー信号の強度の大きい部分
を選択して利用することができる。
(3) It is possible to select and use a portion having a high intensity of a series of echo signals.

【0023】(4)複数の縦緩和状態に関して、それぞれ
の画像を計測空間で分割した一部を一回の緩和過程の間
に取得するので、時間分解能の劣化が防げる。
(4) With respect to a plurality of longitudinal relaxation states, a part of each image divided in the measurement space is acquired during one relaxation process, so that deterioration of time resolution can be prevented.

【0024】[0024]

【実施例】図1は、本発明に係る磁気共鳴装置の全体構
成例を示すブロック図である。この磁気共鳴装置は、M
R現象を利用して被検体101の断層画像を得るもの
で、静磁場発生磁石102と信号処理部103とRF送
信部104とRF受信部105と傾斜磁場発生部106と
表示部107及びこれらを制御する制御部108からな
る。
1 is a block diagram showing an example of the overall configuration of a magnetic resonance apparatus according to the present invention. This magnetic resonance device is
A tomographic image of the subject 101 is obtained by utilizing the R phenomenon, and the static magnetic field generating magnet 102, the signal processing unit 103, the RF transmitting unit 104, the RF receiving unit 105, the gradient magnetic field generating unit 106, the display unit 107, and these are provided. It comprises a control unit 108 for controlling.

【0025】静磁場発生磁石102は、被検体101を
配置した空間に強く均一な静磁場を発生させるもので、
被検体101の周りの空間に配置されている。RF送信
部104の出力は、送信コイル109に送られRF磁場
を発生する。傾斜磁場発生部106の出力は、傾斜磁場
コイル110に送られ、X,Y,Zの三方向の傾斜磁場
Gx,Gy,Gzを発生する。これらRF磁場と傾斜磁
場の加え方により、被検体101に対する断層面を設定
することができる。RF受信部105は、受信コイル1
11の信号を受信する。RF受信部105の出力は、信
号処理部103で画像再構成等の処理をされ、その後、表
示部107で表示される。ここで、画像再構成とは、計
測空間上で2次元の複素フーリエ変換を施すことによっ
て、一枚の画像を作成する処理を言う。なお、図1にお
いて、送信コイル109と受信コイル111と傾斜磁場
コイル110は、被検体101の周りの空間に配置され
ている。
The static magnetic field generating magnet 102 is for generating a strong and uniform static magnetic field in the space where the subject 101 is arranged.
It is arranged in the space around the subject 101. The output of the RF transmitter 104 is sent to the transmitter coil 109 to generate an RF magnetic field. The output of the gradient magnetic field generator 106 is sent to the gradient magnetic field coil 110 and generates gradient magnetic fields Gx, Gy, Gz in three directions of X, Y, Z. A tomographic plane with respect to the subject 101 can be set depending on how to apply the RF magnetic field and the gradient magnetic field. The RF receiving unit 105 includes the receiving coil 1
11 signal is received. The output of the RF receiving unit 105 is processed by the signal processing unit 103 such as image reconstruction, and then displayed on the display unit 107. Here, the image reconstruction means a process of creating one image by performing a two-dimensional complex Fourier transform in the measurement space. Note that, in FIG. 1, the transmission coil 109, the reception coil 111, and the gradient magnetic field coil 110 are arranged in a space around the subject 101.

【0026】図2は本発明を実現するシーケンス(RF
パルス及び傾斜磁場印加手順)の一例を示す。このシー
ケンスによって、緩和状態の異なるn枚の32×32マ
トリックスの画像を得るためには、以下の手順で測定を
行う。
FIG. 2 shows a sequence (RF
Pulse and gradient magnetic field application procedure) will be described. According to this sequence, in order to obtain n 32 × 32 matrix images with different relaxation states, measurement is performed in the following procedure.

【0027】(1)180度RFパルス201を印加して
被検体内の原子核の磁化を反転させる。
(1) A 180-degree RF pulse 201 is applied to reverse the magnetization of atomic nuclei in the subject.

【0028】(2)ディフェィズ傾斜磁場203を印加し
残留している横方向の磁化を打ち消す。
(2) A dephasing gradient magnetic field 203 is applied to cancel the remaining lateral magnetization.

【0029】(3)θ度RFパルス202とスライス選択
傾斜磁場204を同時に印加して、被検体の注目スライ
スを決定し、スライス内にある原子核の磁化を縦方向に
対してθ度倒す。
(3) The θ-degree RF pulse 202 and the slice selection gradient magnetic field 204 are applied simultaneously to determine the target slice of the subject, and the magnetization of the nuclei in the slice is inverted by θ degrees with respect to the vertical direction.

【0030】(4)スライス選択傾斜磁場204に対する
リフェイズ傾斜磁場205,位置情報を付加するための
エンコード傾斜磁場に対するディフェイズ傾斜磁場20
6、及び信号読み出しのためのリードアウト傾斜磁場に
対するディフェイズ傾斜磁場208を印加する。
(4) Rephase gradient magnetic field 205 for the slice selection gradient magnetic field 204, and dephase gradient magnetic field 20 for the encode gradient magnetic field for adding position information
6, and a dephasing gradient magnetic field 208 for the readout gradient magnetic field for signal reading is applied.

【0031】(5)エンコード傾斜磁場207とリードア
ウト傾斜磁場209を図のように印加する。このとき画
像作成のために必要なエコー信号のうち8エンコード分
のエコー信号を取得する。
(5) The encode gradient magnetic field 207 and the readout gradient magnetic field 209 are applied as shown in the figure. At this time, echo signals for 8 encodings are acquired from the echo signals necessary for image creation.

【0032】(6)(2)から(5)までを順にn回繰り返す
手順210によって、緩和状態の異なるn枚の画像に関
して各々8エンコード分のエコー信号を取得する。
(6) By a procedure 210 in which steps (2) to (5) are sequentially repeated n times, eight encoded echo signals are obtained for each of n images having different relaxation states.

【0033】(7)ディフェイズ傾斜磁場206の大きさ
を変化させ、手順210を4回繰り返す。これにより、
n枚の画像を作成するために必要な全エコー信号を取得
できる。
(7) The magnitude of the dephasing gradient magnetic field 206 is changed, and the procedure 210 is repeated four times. This allows
It is possible to acquire all the echo signals necessary to create n images.

【0034】図2のシーケンスでは、180度RFパル
ス201とθ度RFパルス202の間の時間をTa,θ
度RFパルス202同士の間の時間をTbとしている。
In the sequence of FIG. 2, the time between the 180 degree RF pulse 201 and the θ degree RF pulse 202 is Ta, θ.
The time between the RF pulses 202 is Tb.

【0035】図3は図2のシーケンスを実行したとき
の、手順210における縦磁化の振舞いをRFパルスの
印加タイミングにあわせて示したものである。初期磁化
301に180度RFパルス305を印加して磁化を1
80度反転させる。反転した磁化は、時間Taの間縦緩
和し、磁化302になる。磁化302に対して第1番目
のθ度RFパルス306を印加して磁化をθ度倒す。θ
度倒れた磁化の横方向成分は、第1の緩和状態の画像作
成に寄与する信号としてエコープラーナ法によって検出
される。残された縦方向成分は、さらに時間Tbの間縦
緩和し、磁化303になる。以下同様にして、n枚目の磁
化304に対する信号取得までを繰り返し、n枚の緩和
状態が異なる画像を作成するために必要なエコー信号の
一部を取得できる。
FIG. 3 shows the behavior of longitudinal magnetization in the procedure 210 when the sequence of FIG. 2 is executed in accordance with the RF pulse application timing. Apply 180 degree RF pulse 305 to the initial magnetization 301 to set the magnetization to 1
Invert 80 degrees. The reversed magnetization is longitudinally relaxed during the time Ta to become the magnetization 302. The first θ-degree RF pulse 306 is applied to the magnetization 302 to reverse the magnetization by θ degrees. θ
The lateral component of the magnetized magnetization is detected by the echo planar method as a signal that contributes to image formation in the first relaxation state. The remaining vertical component is further longitudinally relaxed during the time Tb to become the magnetization 303. In the same manner, the acquisition of a signal for the nth magnetization 304 is repeated, and a part of the echo signals necessary for creating n images with different relaxation states can be acquired.

【0036】図4は、図2のシーケンスを実行し、緩和
状態の異なる八枚の画像を得たときに取得する信号を計
測空間上に配列した説明図で、一枚目の画像402から
八枚目の画像403までを表している。ここで、計測空
間とは、リードアウト傾斜磁場の印加量を横軸kxに、
エンコード傾斜磁場の印加量を縦軸kyにとり、傾斜磁
場の印加量に従ってエコー信号のサンプリングポイント
401を配列したものである。図に示すようにエコー信
号のサンプリングポイント401は線404,405,
406,407上にそれぞれ並んでおり、測定はこの線
に沿って順番に行われる。この線をここでは信号取得系
列と呼ぶ。各画像は、一つの信号取得系列404に関し
て一枚目から順に八枚目まで測定し、その後次の信号取
得系列405に関して一枚目から八枚目まで測定する。
これを406,407と繰り返すことにより、n枚の画
像の全信号が取得できる。
FIG. 4 is an explanatory diagram in which signals acquired when eight images having different relaxation states are obtained by executing the sequence of FIG. The images up to the first image 403 are shown. Here, the measurement space is the application amount of the readout gradient magnetic field on the horizontal axis kx,
The vertical axis ky represents the application amount of the encoding gradient magnetic field, and the sampling points 401 of the echo signal are arranged according to the application amount of the gradient magnetic field. As shown in the figure, the sampling point 401 of the echo signal is the lines 404, 405,
They are arranged on 406 and 407, respectively, and the measurement is sequentially performed along this line. This line is referred to herein as the signal acquisition sequence. Each image is measured from the first sheet to the eighth sheet in sequence for one signal acquisition sequence 404, and then from the first sheet to the eighth sheet for the next signal acquisition sequence 405.
By repeating this for 406 and 407, all signals of n images can be acquired.

【0037】図5は本発明を実現するシーケンスの他の
例を示す。このシーケンスによって、緩和状態の異なる
n枚の32×32マトリックスの画像を得るためには、
以下の手順で測定を行う。
FIG. 5 shows another example of the sequence for realizing the present invention. In order to obtain n 32 × 32 matrix images with different relaxation states by this sequence,
The measurement is performed according to the following procedure.

【0038】(1)180度RFパルス501を印加して
被検体内の原子核の磁化を反転させる。
(1) A 180 degree RF pulse 501 is applied to reverse the magnetization of atomic nuclei in the subject.

【0039】(2)ディフェィズ傾斜磁場503を印加し
残留横磁化を打ち消す。
(2) A dephasing gradient magnetic field 503 is applied to cancel the residual transverse magnetization.

【0040】(3)θ度RFパルス502とスライス選択
傾斜磁場504を同時に印加して、被検体の注目スライ
スを決定し、スライス内にある原子核の磁化をθ度倒
す。
(3) The θ-degree RF pulse 502 and the slice selection gradient magnetic field 504 are applied simultaneously to determine the target slice of the subject, and the magnetization of the nuclei in the slice is inverted by θ degrees.

【0041】(4)スライス選択傾斜磁場504に対する
リフェイズ傾斜磁場505,位置情報を付加するための
エンコード傾斜磁場に対するディフェイズ傾斜磁場50
6を印加する。
(4) Rephase gradient magnetic field 505 for slice selection gradient magnetic field 504, Dephase gradient magnetic field 50 for encode gradient magnetic field for adding position information
6 is applied.

【0042】(5)エンコード傾斜磁場507とリードア
ウト傾斜磁場508を図5のように印加する。このとき
画像作成のために必要なエコー信号のうち8エンコード
分のエコー信号を取得する。
(5) An encode gradient magnetic field 507 and a read-out gradient magnetic field 508 are applied as shown in FIG. At this time, echo signals for 8 encodings are acquired from the echo signals necessary for image creation.

【0043】(6)(2)から(5)までを順にn回繰り返す
手順509によって、緩和状態の異なるn枚の画像に関
して各々8エンコード分のエコー信号を取得する。
(6) By a procedure 509 in which steps (2) to (5) are sequentially repeated n times, echo signals of 8 encodings are obtained for each of n images having different relaxation states.

【0044】(7)ディフェイズ傾斜磁場506の大きさ
を変化させ、手順509を4回繰り返す。これにより、
n枚の画像を作成するために必要な全エコー信号を取得
できる。
(7) The magnitude of the dephasing gradient magnetic field 506 is changed, and the procedure 509 is repeated four times. This allows
It is possible to acquire all the echo signals necessary to create n images.

【0045】図5のシーケンスでは、180度RFパル
ス501とθ度RFパルス502の間の時間をTa,θ
度RFパルス502間の時間をTbとしている。
In the sequence of FIG. 5, the time between the 180 degree RF pulse 501 and the θ degree RF pulse 502 is Ta, θ.
The time between the RF pulses 502 is Tb.

【0046】図5に示すシーケンスが図2のシーケンス
と異なる点は、エンコード傾斜磁場とリードアウト傾斜
磁場の印加方式であり、測定されたエコー信号のサンプ
リングポイントの計測空間での配列が異なってくる。図
6にその様子を示す。
The sequence shown in FIG. 5 is different from the sequence shown in FIG. 2 in that the encoding gradient magnetic field and the readout gradient magnetic field are applied, and the arrangement of sampling points of measured echo signals in the measurement space is different. . This is shown in FIG.

【0047】図6は、図5のシーケンスを実行し、緩和
状態の異なる画像八枚を得たときに信号を計測空間上に
配列したもので、一枚目の画像の計測空間602から八
枚目の画像の計測空間603までを表している。A/D
のサンプリングポイント601は信号取得系列604,6
05,606,607に沿って順番に測定される。各画
像は、一つの信号取得系列604に関して一枚目から順
に八枚目まで測定し、その後次の信号取得系列605に
関して一枚目から八枚目まで測定する。これを606,
607と繰り返すことにより、八枚の画像の全信号が取
得できる。
FIG. 6 shows the arrangement of signals in the measurement space when the sequence of FIG. 5 is executed and eight images of different relaxation states are obtained. The measurement space 603 of the eye image is shown. A / D
Sampling point 601 is the signal acquisition sequence 604, 6
Measured in sequence along 05, 606, 607. Each image is measured from the first sheet to the eighth sheet in sequence for one signal acquisition sequence 604, and then from the first sheet to the eighth sheet in the next signal acquisition sequence 605. This is 606
By repeating 607, all signals of eight images can be acquired.

【0048】上記方法で得られる緩和状態が異なる複数
の画像を用いて、縦緩和時間の時定数T1 求めることが
できる。次にその方法を示す。数1は図3に示した縦磁
化の振舞いを表す式で、Mnはn番目のθ度RFパルス
を印加する前の磁化の大きさ、M0 は最初の磁化の大き
さ,nは撮像枚数を表している。数1においてαはcos
θ ,βは数2,γは数3,Ta,Tbは緩和の待ち時
間である。また、ψは最初に核磁化が倒れる角度で数4
で表される。数4において、θ0 は核磁化を倒すために
装置で設定する角度,θは核磁化が実際に倒れている角
度を表す。数1において、n枚(この場合,n≧3)の
画像の各画素に注目し、その信号強度変化からT1 ,M
0 ,θを未知数とした非線形最小自乗近似を行えば、そ
れぞれの値を決定することができる。
The time constant T 1 of the longitudinal relaxation time can be obtained by using a plurality of images having different relaxation states obtained by the above method. The method is shown below. Equation 1 is an expression expressing the behavior of the longitudinal magnetization shown in FIG. 3, where Mn is the magnitude of magnetization before the nth θ-degree RF pulse is applied, M 0 is the magnitude of the first magnetization, and n is the number of images to be taken. Is represented. In equation 1, α is cos
θ 1 and β 2 are equations 2, γ is equation 3 and Ta and Tb are relaxation waiting times. In addition, ψ is the angle at which the nuclear magnetization falls first
It is represented by. In the equation 4, θ 0 represents an angle set by the device for inclining the nuclear magnetization, and θ represents an angle at which the nuclear magnetization actually falls. In Equation 1, attention is paid to each pixel of n (in this case, n ≧ 3) images, and from the signal strength change, T 1 , M
Each value can be determined by performing non-linear least-squares approximation with 0 and θ as unknowns.

【0049】[0049]

【数1】 [Equation 1]

【0050】[0050]

【数2】 [Equation 2]

【0051】[0051]

【数3】 (Equation 3)

【0052】[0052]

【数4】 [Equation 4]

【0053】RFパルスによって磁化の倒れる角度θ
は、印加するRFパルスの強度に比例し、被検体中の場
所によって異なる。また、一般にθの絶対値を決めるこ
とは困難である。次にその様子を示す。
Angle θ at which the magnetization falls by the RF pulse
Is proportional to the intensity of the applied RF pulse and varies depending on the location in the subject. Moreover, it is generally difficult to determine the absolute value of θ. The situation is shown below.

【0054】図7は、RFの磁場強度分布の一例を示し
ている。これは、直径12.5cm ,1ターンの円形表面
コイル701の作るRFの強度分布である。数1によれ
ば、このようなRFの強度が不均一であっても、T1
決定することが出来る。また、絶対値を決めることが困
難な、磁化が実際に倒れている角度θも、数1によれ
ば、求めることができる。
FIG. 7 shows an example of the RF magnetic field strength distribution. This is the RF intensity distribution created by the circular surface coil 701 having a diameter of 12.5 cm and one turn. According to Equation 1 , T 1 can be determined even if the RF intensity is nonuniform. Further, the angle θ at which the magnetization actually falls, whose absolute value is difficult to determine, can be calculated according to Equation 1.

【0055】図8は、T1 の異なる二つの原子核が同一
画素内に混在するときの縦磁化の変化の様子を示した図
である。T1=T1A であるような原子核が単一で一画素
内に存在するときの縦磁化の変化の様子801と、T1
=T1B であるような原子核が単一で一画素内に存在す
るときの縦磁化の変化の様子803に対して、それら二
つの原子核が同一画素内に存在するときには、その画素
の信号強度変化は、見かけ上T1 =T1kであるような原
子核と同一の変化803を示す。このときT1kはT1A
1Bを用いて数5で表される値である。
FIG. 8 is a diagram showing changes in longitudinal magnetization when two atomic nuclei having different T 1 are mixed in the same pixel. A state 801 of change in longitudinal magnetization when a single atomic nucleus such that T 1 = T 1A exists in one pixel, and T 1
The state 803 of change in longitudinal magnetization when a single atomic nucleus such as = T 1B exists in one pixel, whereas when these two atomic nuclei exist in the same pixel, the signal intensity change of that pixel is changed. Shows the same change 803 as in the nucleus where apparently T 1 = T 1k . At this time, T 1k is a value expressed by Equation 5 using T 1A and T 1B .

【0056】[0056]

【数5】 (Equation 5)

【0057】得られた縦緩和状態の異なる複数の画像そ
れぞれの空間分解能が低く、このようにT1 の異なる複
数の原子核が同一画素内に混在するときには、得られる
1分布の精度は劣化する。この問題点に対しても本方
法が有効である。
When the obtained plural images having different longitudinal relaxation states have low spatial resolutions, and thus a plurality of atomic nuclei having different T 1 are mixed in the same pixel, the accuracy of the obtained T 1 distribution deteriorates. . This method is also effective for this problem.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明によれば、縦緩和の状態が異なる
複数の画像を、短時間に且つ高い分解能で取得すること
が可能なMRI撮像方法を提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide an MRI imaging method capable of acquiring a plurality of images having different vertical relaxation states in a short time with high resolution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を実施するための装置構成を示すブロッ
ク図。
FIG. 1 is a block diagram showing a device configuration for implementing the present invention.

【図2】本発明の第一の実施例のシーケンスを示す図。FIG. 2 is a diagram showing a sequence of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例での縦磁化を示すタイミングチ
ャート。
FIG. 3 is a timing chart showing longitudinal magnetization in an example of the present invention.

【図4】本発明の実施例での取得信号の配列を示す説明
図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an array of acquisition signals in the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第二の実施例のシーケンスを示す図。FIG. 5 is a diagram showing a sequence of a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第二の実施例での取得信号の配列を示
す説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an array of acquisition signals in the second embodiment of the present invention.

【図7】RFの磁場強度の一例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing an example of magnetic field strength of RF.

【図8】Tiの異なる二つの原子核が同一画素内に混在
するときの縦磁化の変化を示すグラフ。
FIG. 8 is a graph showing changes in longitudinal magnetization when two atomic nuclei having different Ti are mixed in the same pixel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

201,202…RFパルス、203…スポイラー傾斜
磁場、204…スライス選択傾斜磁場、205…リフェ
イズ傾斜磁場、206,208…ディフェイズ傾斜磁
場、207…エンコード傾斜磁場、209…リードアウ
ト傾斜磁場、210…信号取得の1パターン。
201, 202 ... RF pulse, 203 ... Spoiler gradient magnetic field, 204 ... Slice selection gradient magnetic field, 205 ... Rephase gradient magnetic field, 206, 208 ... Dephase gradient magnetic field, 207 ... Encoding gradient magnetic field, 209 ... Readout gradient magnetic field, 210 ... One pattern of signal acquisition.

───────────────────────────────────────────────────── 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ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Etsuji Yamamoto 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】原子核の磁化の縦緩和状態が異なる画像を
取得するためのMRI撮像方法において、180度RF
パルスを印加して被検体内の原子核の磁化を反転させる
ステップ1と、前記ステップ1の時間Ta経過後から、
θ度(θ<90)RFパルスを印加し画像一枚を作成す
るために必要な全エコー信号の一部をエコープラーナ法
により取得することを時間Tb間隔でn回行うステップ
2を有し、前記ステップ1と前記ステップ2を磁化の回
復期間を挟んで繰り返すことにより縦緩和状態が異なる
画像をn枚取得することを特徴とするMRI撮像方法。
1. An MRI imaging method for acquiring an image in which longitudinal relaxation states of magnetization of atomic nuclei are different from each other, 180 degree RF
Step 1 of applying a pulse to reverse the magnetization of atomic nuclei in the subject, and after the time Ta of Step 1 has elapsed,
a step 2 of applying a θ degree (θ <90) RF pulse and acquiring a part of all echo signals necessary for creating one image by an echo planar method at a time Tb interval n times; An MRI imaging method characterized in that n steps of images having different longitudinal relaxation states are acquired by repeating the step 1 and the step 2 with a magnetization recovery period interposed therebetween.
【請求項2】請求項1に記載の撮像方法により取得する
緩和状態の異なるn枚の画像を用い、各画素毎にスピン
密度M0 ,縦緩和の時定数T1 を求め、M0 ,T1 の分
布像を得るMRI撮像方法。
2. A with different n images of relaxed state acquired by the imaging method according to claim 1, determine the constant T 1 time of spin density M 0, longitudinal relaxation for each pixel, M 0, T An MRI imaging method for obtaining a distribution image of 1 .
【請求項3】請求項1に記載の撮像方法により取得する
緩和状態の異なるn枚の画像を用い、スピン密度M0
縦緩和の時定数T1 ,磁化の倒れる角度θの三数をパラ
メータとした非線形最小自乗近似法によって、各画素毎
にM0 ,T1 ,θを求め、分布画像を得るMRI撮像方
法。
3. A spin density M 0 , using n images of different relaxation states acquired by the imaging method according to claim 1.
An MRI imaging method for obtaining a distribution image by obtaining M 0 , T 1 , and θ for each pixel by a non-linear least-squares approximation method using three parameters of a longitudinal relaxation time constant T 1 and a magnetization inclination angle θ.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998053738A1 (en) * 1997-05-30 1998-12-03 Hitachi Medical Corporation Nuclear magnetic resonance imaging method and device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1998053738A1 (en) * 1997-05-30 1998-12-03 Hitachi Medical Corporation Nuclear magnetic resonance imaging method and device

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