JPH11113880A - Static magnetic field unifying method in magnetic resonance imaging device - Google Patents
Static magnetic field unifying method in magnetic resonance imaging deviceInfo
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- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴イメージ
ング(以下、MRIという)装置において静磁場の均一
化を図る方法に関し、特に被写体の置かれた状態で所定
の体積部分の静磁場を迅速に均一化する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for equalizing a static magnetic field in a magnetic resonance imaging (hereinafter, referred to as "MRI") apparatus. The present invention relates to a method for uniformizing.
【0002】[0002]
【従来の技術】MRIの代表的な画像構成方法である2
D或いは3Dフーリエ変換法では、空間的に一様な、一
定方向(これをz方向とする)を向いた静磁場内に被写
体を置き、この被写体の核スピンを高周波パルスの印加
により横平面(x,y平面)へ倒し、その後所定の組合
せの傾斜磁場を印加することにより、核スピンの位相
(基準方向、例えばy軸方向からの方位角)に空間的位
置に応じた分布を生じさせて信号を計測する。2. Description of the Related Art A typical image construction method of MRI is 2
In the D or 3D Fourier transform method, a subject is placed in a static magnetic field oriented in a spatially uniform and constant direction (this is defined as a z direction), and the nuclear spin of the subject is applied to a horizontal plane ( (x, y planes) and then apply a predetermined combination of gradient magnetic fields to generate a distribution corresponding to the spatial position in the nuclear spin phase (reference direction, for example, azimuth from y-axis direction). Measure the signal.
【0003】しかし、静磁場が均一でない場合にはこれ
による位相回転が生じ、これにより偽像,位置歪み等が
発生し画質は劣化する。静磁場不均一は、第1に静磁場
発生磁石の装置的限界により生じ、更に生体自体が組織
毎に僅かに異なる透磁率をもつため、被写体内部の静磁
場には分布が生じることにより生じる。[0003] However, when the static magnetic field is not uniform, phase rotation occurs due to this, which causes false images, positional distortions, etc., and deteriorates image quality. The inhomogeneity of the static magnetic field is caused firstly by the limitations of the device of the static magnetic field generating magnet, and furthermore, since the living body itself has a slightly different magnetic permeability for each tissue, a distribution is generated in the static magnetic field inside the subject.
【0004】MRIでは、このようなアーチファクトを
低減する上でシミング(静磁場均一化)が重要であり、
特に、生体に起因する静磁場不均一の補正(以下、生体
シミングと記す)は、被写体毎に行う必要があるため、
処理が短時間に完了しなければならない。In MRI, shimming (uniform static magnetic field) is important in reducing such artifacts.
In particular, since correction of the non-uniformity of the static magnetic field due to the living body (hereinafter referred to as living body shimming) needs to be performed for each subject,
Processing must be completed in a short time.
【0005】一般的に生体シミングは、被写体内の透磁
率分布により誘起される静磁場分布を予めMRIの手法
により計測し、これに基づいて補正シム電流を計算し、
シムコイルにこの電流を流して不均一と逆向きの磁場を
発生させることにより静磁場分布を平坦化する。本撮像
はこのシミングの下で行う。In general, in living body shimming, a static magnetic field distribution induced by a magnetic permeability distribution in a subject is measured in advance by an MRI method, and a correction shim current is calculated based on the measured magnetic field distribution.
This current is passed through the shim coil to generate a magnetic field in the direction opposite to the non-uniformity, thereby flattening the static magnetic field distribution. The main imaging is performed under this shimming.
【0006】生体内の静磁場分布を計測する方法として
は、磁化の展開時間が異なる2枚の複素画像から被写体
内の静磁場分布を得る方法(特開平4−288136号
および米国特許5,168,232)や、特定の化学シ
フトを抑制した上で画像を計測することにより、静磁場
分布を化学シフトと分離して得る方法(特公平6−44
904号公報)がグローバーらにより提案されている。
これらの方法はいずれもRFスピンエコーの発生時刻と
傾斜磁場エコーの発生時刻とを異ならせることにより、
静磁場分布による位相分布が信号に生じるようにし、こ
の位相分布から静磁場分布を得るものである。As a method of measuring a static magnetic field distribution in a living body, a method of obtaining a static magnetic field distribution in a subject from two complex images having different development times of magnetization (Japanese Patent Laid-Open No. 4-288136 and US Pat. No. 5,168) , 232) or a method in which the static magnetic field distribution is obtained separately from the chemical shift by measuring the image while suppressing the specific chemical shift (Japanese Patent Publication No. 6-44).
904) has been proposed by Glover et al.
In each of these methods, the generation time of the RF spin echo and the generation time of the gradient magnetic field echo are made different from each other,
A phase distribution due to the static magnetic field distribution is generated in the signal, and the static magnetic field distribution is obtained from the phase distribution.
【0007】静磁場分布計測は本撮像に先立つ予備撮像
として患者毎に実施するため、これを高速化する方法と
して、単一の励起で位相分布画像を得る方法(例えば、
「肺及び心臓における動的磁場変化およびEPI幾何学
的歪み」(Dynamic Field Changes and EPI Geometric
Distortions in the Chest and Heart)S.Kanayama,S.K
uhara and K. Satoh, Proceedings of the Society of
Magnetic Resonance,746(1995))も提案されている。[0007] Since the static magnetic field distribution measurement is performed for each patient as a preliminary imaging prior to the main imaging, as a method for increasing the speed, a method of obtaining a phase distribution image with a single excitation (for example,
"Dynamic Field Changes and EPI Geometric in Lung and Heart"
Distortions in the Chest and Heart) S.Kanayama, SK
uhara and K. Satoh, Proceedings of the Society of
Magnetic Resonance, 746 (1995)) has also been proposed.
【0008】これらの位相分布から静磁場分布を得る手
法としては、EPI法やFSE法を用いればスライス内
の静磁場分布計測は例えば数秒程度の短時間で行うこと
ができる。また画像マトリクスを通常画像並み、例えば
34ないし128程度に比較的大きくできる。従ってス
ライス内の静磁場分布を計測するには有効な方法といえ
る。As a technique for obtaining a static magnetic field distribution from these phase distributions, if the EPI method or the FSE method is used, the measurement of the static magnetic field distribution in the slice can be performed in a short time, for example, about several seconds. Also, the image matrix can be made relatively large, for example, about 34 to 128, comparable to that of a normal image. Therefore, it can be said that this is an effective method for measuring the static magnetic field distribution in the slice.
【0009】しかし、3次元体積内の静磁場分布を得る
ためには厚さ方向の位相エンコードの反復が必要になる
ため、厚さ方向のマトリクスを通常画像並みに大きくと
ると、短時間計測の利点は失われてしまう。逆に厚さ方
向のマトリクスを小さく取ると、スライス内のマトリク
スのみを大きくとる意義が薄れる。また、位相を用いる
ことに付随する問題として、位相アンラップの問題があ
る。これはピクセル間で2πラジアン以上の位相差が生
じた場合、主値を如何に見いだすかという問題であり、
煩雑な処理が必要になる。However, in order to obtain a static magnetic field distribution in a three-dimensional volume, it is necessary to repeat phase encoding in the thickness direction. The benefits are lost. Conversely, if the matrix in the thickness direction is made smaller, it becomes less meaningful to make only the matrix in the slice larger. Another problem associated with the use of a phase is the problem of phase unwrapping. This is a problem of how to find a main value when a phase difference of 2π radians or more occurs between pixels.
Complicated processing is required.
【0010】位相を用いない静磁場分布計測法として
は、ケミカルシフトを用いる方法がある。これは3D/
4D−ケミカルシフトイメージング(CSI:Chemical
ShiftImaging)法によりマルチピクセルあるいはボク
セルのスペクトルを計測し、水プロトン等の特定の分子
のスペクトル線の周波数から直接局所の磁場強度を得る
方法である。スペクトルの周波数から、局所の静磁場強
度が式(1)によって求められる。As a static magnetic field distribution measuring method without using a phase, there is a method using a chemical shift. This is 3D /
4D-chemical shift imaging (CSI: Chemical
This method measures the spectrum of a multi-pixel or voxel by the ShiftImaging method, and directly obtains the local magnetic field strength from the frequency of the spectral line of a specific molecule such as water proton. From the frequency of the spectrum, the local static magnetic field strength is obtained by equation (1).
【数1】 この静磁場分布計測法は、ピクセルの静磁場強度や静磁
場均一度を元に、水以外のスペクトル位置を修正するの
に適用されている。(Equation 1) This static magnetic field distribution measurement method is applied to correct a spectral position other than water based on the static magnetic field strength and static magnetic field uniformity of a pixel.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかし、3D/4D−
CSI法を生体シミングの予備撮像として適用する場
合、計測に長時間を要するという欠点がある。例えば3
次元体積の計測には、位相エンコードの反復ループが3
重になるため、マトリクス数の3乗回の励起が必要にな
る。一例として反復時間(TR)を1秒とし、マトリク
スを16×16×16とすると1秒×16×16×16
=約68分が必要になる。However, 3D / 4D-
When the CSI method is applied as preliminary imaging of living body shimming, there is a disadvantage that measurement requires a long time. For example, 3
For the measurement of three-dimensional volume, iterative loop of phase encoding is 3
Because of the overlap, the excitation must be performed three times the number of matrices. As an example, if the repetition time (TR) is 1 second and the matrix is 16 × 16 × 16, 1 second × 16 × 16 × 16
= About 68 minutes are required.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では静磁場分布測定およびシム電流決定を含
む生体シミングにおいて、静磁場分布測定方法として、
3次元高速MRスペクトロスコピックイメージング法
(MR Spectroscopic Imaing:以下MRSIという)法
を採用する(P.Mansfieldによる論文「NMRにおける
化学シフトの空間マッピング」(Spatial Mapping of t
he Chemical Shift in NMR)、マグネティック レゾナ
ンス イン メディスン(Magn. Reson. Med.)1,370-3
86(1984)や松井らによる論文「高速高空間分解能NM
Rスペクトロスコピー」(High-SpeedSpatially Resolv
ed High-Resolution NMR Spectroscoy)、J.Am.Chem.So
c.,107,2817-2818(1985)を参照のこと)。また、シム
電流を決定するに際し、静磁場分布の展開を2次項まで
とする。これにより、実用的で迅速な静磁場均一化方法
を提供する。According to the present invention, there is provided a living body shimming method including a static magnetic field distribution measurement and a shim current determination.
A three-dimensional high-speed MR spectroscopic imaging (MRSI) method is adopted. (Spatial Mapping of t.
he Chemical Shift in NMR), Magnetic Resonance in Med. 1,370-3
86 (1984) and a paper by Matsui et al.
R-Spectroscopy ”(High-SpeedSpatially Resolv
ed High-Resolution NMR Spectroscoy), J. Am. Chem. So
c., 107, 2817-2818 (1985)). In determining the shim current, the expansion of the static magnetic field distribution is limited to the second order. This provides a practical and quick static magnetic field homogenization method.
【0013】即ち、本発明の静磁場均一化方法は、 1)高周波磁場の照射により被写体の所望の体積部分を
励起し、次いで2方向の位相エンコード傾斜磁場を印加
し、更にリードアウト方向に連続反転する傾斜磁場を印
加する基本シーケンスを繰り返す3次元MRSI法によ
り、被写体の所望の体積部分についてマルチボクセルス
ペクトルを取得し、 2)各々のボクセルのスペクトルの特定ピークの共鳴周
波数を静磁場強度に換算することにより、体積部分の静
磁場分布を得、 3)この静磁場分布を複数のシミング手段が発生する磁
場分布で展開し、 4)該静磁場分布を最小化するように各々のシミング手
段に流す電流を最適化することにより、被写体の所望の
体積部分の静磁場分布を均一化する。More specifically, the static magnetic field homogenizing method of the present invention is as follows: 1) Excitation of a desired volume portion of an object by irradiation of a high-frequency magnetic field, then application of a phase encoding gradient magnetic field in two directions, and continuous application in the readout direction A multi-voxel spectrum is obtained for a desired volume portion of a subject by a three-dimensional MRSI method in which a basic sequence of applying a reversed gradient magnetic field is repeated, and 2) a resonance frequency of a specific peak of each voxel spectrum is converted into a static magnetic field intensity. To obtain a static magnetic field distribution in a volume portion, 3) develop this static magnetic field distribution with a magnetic field distribution generated by a plurality of shimming means, and 4) apply the shimming means to each shimming means so as to minimize the static magnetic field distribution. By optimizing the flowing current, the static magnetic field distribution in a desired volume portion of the subject is made uniform.
【0014】3次元MRSI法は、リードアウト方向の
傾斜磁場を連続反転させ、空間情報とスペクトル情報を
重畳させて取得することにより、反復ループを1次元分
削減した高速スペクトロスコピックイメージング方法で
あり、短時間にマルチボクセルスペクトルを取得するこ
とができる。The three-dimensional MRSI method is a high-speed spectroscopic imaging method in which the repetition loop is reduced by one dimension by continuously inverting the gradient magnetic field in the readout direction and superimposing and acquiring spatial information and spectral information. Thus, a multi-voxel spectrum can be obtained in a short time.
【0015】特定のスペクトルピークとしては水プロト
ンの共鳴周波数を用いることが好ましい。これにより生
体内の概ね全てのボクセルに亘り静磁場強度を計測でき
る。また短時間化のために、繰り返し時間(TR)を短
縮した場合にも高周波磁場として低フリップ角のパルス
を用いることにより、高信号が得られる。更に3次元M
RSI法としてスピンエコー(SE)法を基本としたシ
ーケンスを採用しTEを長く設定した場合に、T2の差
を利用して束縛水等からの信号を消去したシャープなス
ペクトルを得ることができ、共鳴周波数の読み取り精度
が向上する。It is preferable to use the resonance frequency of water protons as the specific spectrum peak. Thereby, the static magnetic field intensity can be measured over almost all voxels in the living body. In addition, even when the repetition time (TR) is shortened to shorten the time, a high signal can be obtained by using a pulse having a low flip angle as the high-frequency magnetic field. Further 3D M
When the sequence based on the spin echo (SE) method is adopted as the RSI method and the TE is set long, it is possible to obtain a sharp spectrum in which a signal from bound water or the like is eliminated using the difference in T2, The reading accuracy of the resonance frequency is improved.
【0016】また本発明の好適な態様においては、工程
2)で静磁場分布を展開するに際し、球面調和関数の1
次項および2次項を用いて展開し、概略球面調和関数の
1次項および2次項を生成する少なくとも8つのシミン
グ手段を用いて所望体積部分内の静磁場を補正する。本
発明においてシミング手段として、1次項の磁場分布を
有する傾斜磁場コイル及び概略2次項以上の高次磁場分
布を有するシムコイルを利用する。In a preferred embodiment of the present invention, when the static magnetic field distribution is developed in step 2), one of the spherical harmonics
The static magnetic field in the desired volume is corrected using at least eight shimming means, which are developed using the next and second order terms and generate first and second order terms of the approximate spherical harmonic function. In the present invention, as the shimming means, a gradient magnetic field coil having a first-order magnetic field distribution and a shim coil having a higher-order magnetic field distribution of approximately second-order or more are used.
【0017】2次以下の項のみを用いて静磁場分布を近
似することにより、小数のボクセルの静磁場計測データ
で展開項を決定でき、静磁場計測を実際的な短い時間内
に行うことができる。また2次項以下とすることによ
り、シミング手段として特定の高次項のみを発生するシ
ムコイルを製作する困難性を回避でき、また一般に3次
以上の高次項成分は小さいので、実用上十分精度のある
補正を行うことができる。By approximating the static magnetic field distribution using only the quadratic and lower terms, the expansion term can be determined from the static magnetic field measurement data of a small number of voxels, and the static magnetic field measurement can be performed within a practically short time. it can. Further, by setting the second order or less, it is possible to avoid the difficulty of manufacturing a shim coil which generates only a specific higher order as a shimming means. In general, since the third order or higher order component is small, correction with sufficient accuracy for practical use is performed. It can be performed.
【0018】2次以下の項数は8項であるため、ボクセ
ル数は原理的に8以上であればよく、例えば3×3×3
(=27)とすることができる。この場合、上記3次元
MRSI法における反復ループ数9回で静磁場計測を行
うことができる。Since the number of terms less than quadratic is eight, the number of voxels may be eight or more in principle. For example, 3 × 3 × 3
(= 27). In this case, static magnetic field measurement can be performed with nine repetitive loops in the three-dimensional MRSI method.
【0019】更に本発明の好適な態様として、3次元M
RSI法において、リードアウト方向のマトリクス数を
残りの2方向よりも大きく設定する。これにより静磁場
計測時間を実質的に延長することなく、スペクトル方向
に高精度な情報を得ることができる。Further, as a preferred embodiment of the present invention, a three-dimensional M
In the RSI method, the number of matrices in the lead-out direction is set larger than the remaining two directions. This makes it possible to obtain highly accurate information in the spectral direction without substantially extending the static magnetic field measurement time.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づき詳
細に説明する。図4は本発明が適応されるMRI装置の
概略構成図であり、この装置は、被検体401内部に一
様な静磁場B0を発生させるための静磁場発生磁気回路
402、直交するx,yおよびzの3方向に強度が線形
に変化する磁場勾配を与えるための傾斜磁場発生系40
3,被検体401に高周波磁場を発生する送信系40
4,被検体から生じる核磁気共鳴信号を検出するための
検出系405,検出された信号を処理,記憶するための
信号処理系406,これら傾斜磁場発生系403,送信
系404,検出系405を制御するシーケンサ407及
び装置全体の制御及び信号処理系における各種演算を行
うコンピュータ408を備え、更にコンピュータ408
に指令を与える操作部421を備える。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an MRI apparatus to which the present invention is applied. This apparatus includes a static magnetic field generating magnetic circuit 402 for generating a uniform static magnetic field B0 inside a subject 401, and orthogonal x, y. Gradient magnetic field generating system 40 for giving a magnetic field gradient whose intensity changes linearly in three directions of z and z
3. Transmission system 40 for generating high-frequency magnetic field in subject 401
4, a detection system 405 for detecting a nuclear magnetic resonance signal generated from the subject, a signal processing system 406 for processing and storing the detected signal, a gradient magnetic field generation system 403, a transmission system 404, and a detection system 405. A sequencer 407 for controlling the apparatus and a computer 408 for controlling the entire apparatus and performing various operations in a signal processing system.
And an operation unit 421 for giving an instruction to the user.
【0021】静磁場発生磁気回路402は、図示しない
が均一な静磁場を発生するための電磁石または永久磁石
と、静磁場の不均一性を補正するためのシムコイル43
0及びシム電源431とを備えている。シムコイル43
0は、例えばz2,xz,xy,yz,x2−y2等の
2次コイルやz3,z2x,z2y等の3次コイルを組
合せて用いる。1次項の補正は、x,y,z方向の線形
傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル409を用い、本来
の傾斜磁場発生電流にシム補正電流を重畳して供給す
る。本発明においてシミング手段とは、これらシムコイ
ル430及び傾斜磁場コイル409を含む。図6はシム
コイルによって発生する磁場分布の一例を示したもの
で、y−z面内分布を、正側を実線で、負側を破線で等
高線表示している。The static magnetic field generating magnetic circuit 402 includes an electromagnet or a permanent magnet (not shown) for generating a uniform static magnetic field and a shim coil 43 for correcting non-uniformity of the static magnetic field.
0 and a shim power supply 431. Shim coil 43
0 is used in combination with a secondary coil such as z2, xz, xy, yz, x2-y2 or a tertiary coil such as z3, z2x, z2y. The primary term is corrected by using a gradient magnetic field coil 409 that generates a linear gradient magnetic field in the x, y, and z directions, and superimposing and supplying a shim correction current to an original gradient magnetic field generation current. In the present invention, the shimming means includes the shim coil 430 and the gradient coil 409. FIG. 6 shows an example of a magnetic field distribution generated by the shim coil. The distribution in the yz plane is indicated by a solid line on the positive side and a contour line by a broken line on the negative side.
【0022】次に装置の動作の概要を説明する。送信系
404においてシンセサイザ411により発生させた高
周波を変調器412で変調し電力増幅器413で増幅
し、送信コイル414aに供給することにより被検体4
01の内部に高周波磁場を発生させ、核スピンを励起さ
せる。通常は1Hを対象とするが、31P,12C等、核ス
ピンを有する他の原子核を対象とすることもある。Next, an outline of the operation of the apparatus will be described. In the transmission system 404, the high frequency generated by the synthesizer 411 is modulated by the modulator 412, amplified by the power amplifier 413, and supplied to the transmission coil 414 a, so that the subject 4
A high-frequency magnetic field is generated inside 01 to excite nuclear spins. Usually, the target is 1 H, but the target may be other nuclei having nuclear spin, such as 31 P and 12 C.
【0023】この際、被検体から生じる核磁気共鳴信号
に位置情報を付与するために傾斜磁場コイル409によ
り傾斜磁場Gx,Gy,Gzを発生する。3軸方向の傾
斜磁場コイル409は、それぞれ電源410から電流の
供給を受け、高周波磁場の照射とともにシーケンサが制
御する所定のパルスシーケンスに従って駆動される。At this time, gradient magnetic fields Gx, Gy, Gz are generated by the gradient magnetic field coil 409 in order to add positional information to a nuclear magnetic resonance signal generated from the subject. Each of the three-axis gradient magnetic field coils 409 is supplied with a current from a power supply 410 and is driven according to a predetermined pulse sequence controlled by a sequencer together with irradiation of a high-frequency magnetic field.
【0024】被検体401から放出される核磁気共鳴信
号は検出系405において受信コイル414bにより受
信され、増幅器415を通った後、検波器416で直交
位相検波され、シーケンサ407からの命令によるタイ
ミングでA/D変換器417を経てコンピュータ408
へ入力される。高周波コイル414a,414bは送受
信両用の1つのコイルであってよく、別々でもよい。コ
ンピュータ408は信号処理後、前記核スピンの密度分
布,緩和時間分布,スペクトル分布等に対応する画像を
CRT等のディスプレイ428に表示する。計算途中の
データあるいは最終データはメモリ425に収納され
る。傾斜磁場発生系403,送信系404,検出系40
5は全てシーケンサ407によって制御され、このシー
ケンサ407はコンピュータ408によって制御され
る。The nuclear magnetic resonance signal emitted from the subject 401 is received by the receiving coil 414 b in the detection system 405, passes through the amplifier 415, is subjected to quadrature phase detection by the detector 416, and at a timing according to a command from the sequencer 407. Computer 408 via A / D converter 417
Is input to The high-frequency coils 414a and 414b may be one coil for both transmission and reception, or may be separate. After the signal processing, the computer 408 displays an image corresponding to the nuclear spin density distribution, relaxation time distribution, spectrum distribution, and the like on a display 428 such as a CRT. Data in the middle of calculation or final data is stored in the memory 425. Gradient magnetic field generation system 403, transmission system 404, detection system 40
5 are all controlled by a sequencer 407, which is controlled by a computer 408.
【0025】本発明はこのような構成におけるMRI装
置の静磁場の不均一性(静磁場分布)、特に生体に起因
する静磁場不均一の計測とそれに基づくシムコイルの制
御に関するものであり、1)被検体が置かれた状態での
静磁場分布の計測工程と、2)計測された静磁場分布を
シムコイルが発生する磁場分布で展開する工程と、3)
シムコイルに供給する補正電流を求める工程とからな
る。The present invention relates to the measurement of the non-uniformity (static magnetic field distribution) of the static magnetic field of the MRI apparatus having such a configuration, particularly to the measurement of the non-uniformity of the static magnetic field caused by the living body and the control of the shim coil based on the measurement. A step of measuring a static magnetic field distribution in a state where the subject is placed; 2) a step of developing the measured static magnetic field distribution with a magnetic field distribution generated by a shim coil;
Obtaining a correction current to be supplied to the shim coil.
【0026】1)静磁場分布計測工程 静磁場分布計測工程は、高速MRSI法によるパルスシ
ーケンスを採用し、これによってボクセル毎のスペクト
ルを求める。ここでは一例として図2に示すように被検
体頭部21の3×3×3(ボクセル数=27)のマトリ
クス22についてスペクトルを得る場合を説明する。ま
ず、一般的な領域選択性RFパルスと拡散傾斜磁場の組
合せを複数回印加して、関心領域外を予備飽和(プレサ
チュレーション)し、関心領域外からの信号の発生を抑
制する。続いて図1に示す高速MRSI法を実施する。1) Static Magnetic Field Distribution Measurement Step In the static magnetic field distribution measurement step, a pulse sequence based on the high-speed MRSI method is employed, and a spectrum for each voxel is obtained by this. Here, as an example, a case where a spectrum is obtained for a 3 × 3 × 3 (the number of voxels = 27) matrix 22 of the subject's head 21 as shown in FIG. 2 will be described. First, a combination of a general region-selective RF pulse and a diffusion gradient magnetic field is applied a plurality of times to pre-saturate the outside of the region of interest and suppress the generation of a signal from outside the region of interest. Subsequently, the high-speed MRSI method shown in FIG. 1 is performed.
【0027】この実施例はグラディエントエコー(Gr
E)法を基本とする高速MRSI法を採用しており、関
心領域を選択的に励起するRFパルス11を傾斜磁場
(ここではz方向の傾斜磁場)13とともに印加し、次
に2方向(ここではz及びy方向)の位相エンコード傾
斜磁場14,16を印加し、リードアウト方向(x方
向)の傾斜磁場18の反転を繰り返しながら、エコー信
号19を計測する。This embodiment uses a gradient echo (Gr).
A high-speed MRSI method based on the E) method is adopted, and an RF pulse 11 for selectively exciting a region of interest is applied together with a gradient magnetic field (here, a gradient magnetic field in the z direction) 13 and then in two directions (here, In this case, the echo signal 19 is measured while applying the phase encoding gradient magnetic fields 14 and 16 in the z and y directions) and repeating the inversion of the gradient magnetic field 18 in the readout direction (x direction).
【0028】ここでRFパルス11のフリップ角αは9
0゜でもよいが、生体シミングを短時間で行うために、
90゜より小さいことが好ましい。一例として(90゜
×TR)/T1とする。ここでT1は、対象とする組織
のおおよそのT1値であり、繰り返し時間TRとしてT
1より長い値を用いる場合は、T1/TR=1に置換す
る。小フリップ角のパルスを用いることにより信号強度
の低下を抑えて繰り返し時間TRを短縮できる。フリッ
プ角のとり方については、上述のように一定としてもよ
いが、励起毎に順次増加させててもよく、その場合発生
する横磁化成分を一定にすることができる。Here, the flip angle α of the RF pulse 11 is 9
Although it may be 0 °, in order to perform living body shimming in a short time,
Preferably less than 90 °. An example is (90 ° × TR) / T1. Here, T1 is an approximate T1 value of the target tissue, and T1 is a repetition time TR.
If a value longer than 1 is used, replace it with T1 / TR = 1. By using a pulse having a small flip angle, a reduction in signal strength can be suppressed and the repetition time TR can be shortened. The method of setting the flip angle may be constant as described above, but may be sequentially increased for each excitation, and in that case, the generated transverse magnetization component can be constant.
【0029】このようなシーケンスを繰り返し時間TR
で繰り返し、2方向に位相エンコードループを実行する
ことにより、x軸,y軸,z軸及び時間(δ)軸の4次
元データを得る。シーケンスの繰り返しにおいて残留横
磁化のコヒーレンスを除去するため、リードアウト方向
にはスポイラー傾斜磁場21を付加し、位相エンコード
の累積を防ぐために位相方向にはリワインド傾斜磁場2
0を付加する。Such a sequence is repeated for a time TR.
By repeatedly executing the phase encoding loop in two directions, four-dimensional data of x-axis, y-axis, z-axis and time (δ) axis is obtained. A spoiler gradient magnetic field 21 is added in the readout direction to remove coherence of the residual transverse magnetization in the repetition of the sequence, and a rewind gradient magnetic field 2 is added in the phase direction to prevent accumulation of phase encoding.
0 is added.
【0030】位相エンコード方向(y,z方向)のステ
ップ数はその方向のボクセル数に対応し、ここでは3ス
テップずつのエンコードを反復する。従って3×3回の
繰り返しで計測を終える。リードアウト方向のサンプリ
ング点数は、その方向のボクセル数に対応し、ここでは
サンプリング点数は3点とする。リードアウト方向の傾
斜磁場の反転回数は、時間軸方向のマトリックス数の1
/2となり、数10程度とすることができる。The number of steps in the phase encoding direction (y, z directions) corresponds to the number of voxels in that direction. Here, encoding is repeated every three steps. Therefore, the measurement is completed by repeating 3 × 3 times. The number of sampling points in the lead-out direction corresponds to the number of voxels in that direction. Here, the number of sampling points is three. The number of reversals of the gradient magnetic field in the readout direction is one of the matrix number in the time axis direction.
/ 2, which can be about several tens.
【0031】このシーケンスによって計測されたデータ
のk空間配置を図3に示す。図3は、特定の位相ステッ
プky,kzについて、kx−kδ平面の軌跡を描いて
おり(kδ軸は時間軸)、1つのエコー31について3
つのサンプリング点32,33,34でサンプリングさ
れていることを示す。このような計測データにkx,k
y,kz,kδについての4次元FFTを施し、図2に
示すようにボクセル毎のプロトンスペクトルを得る。各
ボクセルのスペクトルから水プロトンのピーク周波数2
3を得、この周波数から静磁場分布を得る。水プロトン
の共鳴周波数を用いることにより、生体内の概ね全ての
ボクセルに亘り静磁場強度を計測できる。FIG. 3 shows the k-space arrangement of data measured by this sequence. FIG. 3 depicts a trajectory on the kx-kδ plane for specific phase steps ky and kz (the kδ axis is a time axis).
This indicates that sampling is performed at two sampling points 32, 33, and 34. Kx, k
A four-dimensional FFT is performed on y, kz, and kδ to obtain a proton spectrum for each voxel as shown in FIG. From the spectrum of each voxel, the peak frequency of water proton 2
3 and the static magnetic field distribution is obtained from this frequency. By using the resonance frequency of water protons, the static magnetic field intensity can be measured over almost all voxels in a living body.
【0032】一例として、リードアウト方向の傾斜磁場
を周期6msの矩形波で26回反復して印加し、52の
エコーを取得したとする。一般にスペクトル計測帯域L
δはkδ方向のデータ間隔を△t(図3)とするとき、
Lδ=1/(△t)の関係があるので、ここでは1/
(6ms)=1.67Hzとなる。これは1.5TのM
RIでは2.6ppmに相当し、生体内に存在する各種
代謝物プロトンのスペクトル帯域(5ppm)よりも狭
いため、計測帯域外部のピークが帯域内に折り返してく
るが、通常の代謝物の強度は水よりも3ないし4桁小さ
いため、水のピークの同定と位置の検出には障害になら
ない。皮下脂肪等は水に匹敵する場合もあるが、脂肪の
ピーク(例えば図2の24)は水とは隔たっているため
これも障害にはならない。一般に代謝物の定量を行おう
とすると折り返しは同定と定量の障害になるが、ここで
は大量に存在する水の周波数を計測するだけでよいこと
が利点となる。As an example, suppose that a gradient magnetic field in the read-out direction is repeatedly applied 26 times with a rectangular wave having a period of 6 ms, and 52 echoes are acquired. Generally, spectrum measurement band L
δ is, when the data interval in the kδ direction is Δt (FIG. 3),
Since there is a relation of Lδ = 1 / (△ t), here 1 /
(6 ms) = 1.67 Hz. This is 1.5T M
Since it corresponds to 2.6 ppm in RI and is narrower than the spectrum band (5 ppm) of various metabolite protons present in the living body, the peak outside the measurement band folds back into the band, but the intensity of the usual metabolite is Because it is three to four orders of magnitude smaller than water, it does not hinder the identification and location of water peaks. Subcutaneous fat or the like may be comparable to water, but this does not hinder the peak of fat (for example, 24 in FIG. 2) because it is separated from water. In general, aliasing is an obstacle to identification and quantification when trying to quantify metabolites, but here the advantage is that it is only necessary to measure the frequency of water present in large quantities.
【0033】尚、ボクセルの静磁場が2.6ppm以上
基準値よりもずれていた場合は、水ピークが2回以上折
り返されるため真の周波数が判定困難になるが、通常の
撮影条件ではこのような大きなずれは生じにくい。ま
た、リードアウト傾斜磁場の反転周期を6msよりも短
くし、データ間隔Δtを短く設定しておけば折り返しは
回避できる。EPIに対応した高磁場MRI装置であれ
ば反転周期を2ms程度まで短くすることは可能であ
る。When the static magnetic field of the voxel deviates from the reference value by 2.6 ppm or more, it is difficult to determine the true frequency because the water peak is folded twice or more. Large deviations are unlikely to occur. Further, if the reversal period of the read-out gradient magnetic field is set shorter than 6 ms and the data interval Δt is set to be short, the return can be avoided. With a high magnetic field MRI apparatus compatible with EPI, it is possible to shorten the inversion cycle to about 2 ms.
【0034】また、図3では簡単のため傾斜磁場の正負
のエコーを個別に処理して個別のスペクトルを得るもと
のしているが、位相補正等を施した後、合わせて処理し
てもよく、その場合は△tは図3よりも短く(△t/
2)なり、計測帯域Lδは拡張される。In FIG. 3, for the sake of simplicity, positive and negative echoes of the gradient magnetic field are individually processed to obtain individual spectra. In that case, Δt is shorter than that in FIG. 3 (Δt /
2) That is, the measurement band Lδ is extended.
【0035】スペクトルの周波数分解能△fは計測時間
Tと△f=1/Tの関係があり、前掲の例では、T=1
56ms(=6ms×26)、△f=6.4Hzとな
る。これは1.5TのMRIでは0.lppmに相当す
る。従って、静磁場の計測精度も最高で0.lppmと
なる。EPIで顕著なアーチファクトが発生しない静磁
場均一度は約0.3ppm以下であるため、計測精度と
しては十分である。The frequency resolution Δf of the spectrum has a relationship of Δf = 1 / T with the measurement time T. In the above example, T = 1
56 ms (= 6 ms × 26) and Δf = 6.4 Hz. This is 0.1 M in 1.5T MRI. 1 ppm. Therefore, the measurement accuracy of the static magnetic field is also at most 0. lppm. The uniformity of the static magnetic field at which no remarkable artifacts occur in EPI is about 0.3 ppm or less, which is sufficient for measurement accuracy.
【0036】尚、上記実施例ではリードアウト方向のサ
ンプリング点数を3点として説明したが、サンプリング
点数は計測時間を延長しない範囲で大きくとることがで
き、その場合オーバーサンプリングしたデータの平均値
を記録することは当然可能である。In the above embodiment, the number of sampling points in the lead-out direction has been described as three. However, the number of sampling points can be increased without extending the measurement time. In this case, the average value of oversampled data is recorded. It is of course possible to do so.
【0037】水プロトンのピーク周波数は、上述のよう
に4D−FFTによって得られたボクセル毎のプロトン
スペクトルから計算機により自動検出する。ピーク検出
方法としては、標準となる水の位置を中心としてローレ
ンツ曲線をあてはめ、その位置,幅,高さを微調整する
方法がある。また、必要に応じて位相補正を併用する。The peak frequency of the water proton is automatically detected by a computer from the proton spectrum of each voxel obtained by 4D-FFT as described above. As a peak detection method, there is a method in which a Lorentz curve is fitted around a standard water position, and the position, width, and height are finely adjusted. Also, phase correction is used together as necessary.
【0038】次にボクセル毎に水のピーク位置から静磁
場磁場強度を式(2)により計算する。Next, the static magnetic field strength is calculated from the peak position of water for each voxel according to equation (2).
【数2】 式中δw(x,y,z)は、基準位置からの水ピークの
シフト(ppm),Be(x,y,z)は静磁場不均一
である。(Equation 2) In the equation, δw (x, y, z) is the shift (ppm) of the water peak from the reference position, and Be (x, y, z) is non-uniform in the static magnetic field.
【0039】あるボクセルの水ピークの基準位置(4.
7ppm)からのずれδwは、そのボクセル内を平均し
た静磁場の不均一を示すので、各ボクセルについて静磁
場強度を求めることにより関心領域全体について静磁場
分布をマッピングすることができる。ただし、ボクセル
内の水の分布が片寄っている場合は、ボクセル内の水の
分布で重み付けした平均となる。The reference position of the water peak of a certain voxel (4.
Since the deviation δw from 7 ppm) indicates inhomogeneity of the static magnetic field averaged in the voxel, the static magnetic field distribution can be mapped for the entire region of interest by obtaining the static magnetic field strength for each voxel. However, if the distribution of water in the voxels is uneven, the average weighted by the distribution of water in the voxels is obtained.
【0040】2)計測された静磁場分布をシムコイルが
発生する磁場分布で展開する工程 この工程では、先に得られた3×3×3個のボクセルに
亘る静磁場分布を球面調和関数で展開する。MRIで
は、多くの場合シムコイルは概略球面調和関数状の磁場
を発生するように設計されているので、球面調和関数で
展開することにより、その係数から直ちにシム電流を求
めることができる。2) Step of expanding the measured static magnetic field distribution with the magnetic field distribution generated by the shim coil In this step, the static magnetic field distribution over the previously obtained 3 × 3 × 3 voxels is expanded with the spherical harmonic function. I do. In MRI, in many cases, a shim coil is designed to generate a magnetic field having a substantially spherical harmonic function. Therefore, by expanding with a spherical harmonic function, a shim current can be immediately obtained from its coefficient.
【0041】球面調和関数は表1に示すような関数形か
らなるが、本実施例では2次以下の項のみを用いて静磁
場分布を近似する。一般に3次以上の高次項成分は小さ
く、実用的には2次以下の項のみで十分静磁場均一化が
達成されるからである。表1関数形のうち、1次項は
x,y,zの3項、2次項はz2,zx,x2−y2,x
y,zyの5項であり、これらの合計8頃の係数を求め
る。The spherical harmonic function has a functional form as shown in Table 1. In this embodiment, the static magnetic field distribution is approximated using only the second-order and lower-order terms. This is because, in general, higher-order components of the third order or higher are small, and in practice, only the second-order or higher-order items can sufficiently achieve a uniform static magnetic field. In the function form in Table 1, the first-order terms are the three terms x, y, and z, and the second-order terms are z 2 , zx, x 2 −y 2 , x
There are five terms, y and zy.
【表1】 各調和関数の係数の決定には例えば勾配法等を用い、式
(3)の残差Iを最小化する。[Table 1] For determining the coefficients of each harmonic function, for example, the gradient method is used, and the residual I of the equation (3) is minimized.
【数3】 式中、Pi(x,y,z)は球面調和関数、Cjはその
係数である。vに関する総和は、均一化を行う体積内
(ここでは27のボクセル)の各座標(x,y,z)に
亘って行う。(Equation 3) Where Pi (x, y, z) is the spherical harmonic and Cj is its coefficient. The summation regarding v is performed over each coordinate (x, y, z) in the volume to be equalized (here, 27 voxels).
【0042】ここで計測体積の中心がシムコイルの中心
と一致している場合は、係数の決定は容易である。一致
していない場合は、計測した静磁場分布Be(x,y,
z)と各シムコイルの生成する磁場分布Pi(x,y,
z)の座標系が一致するよう変換処理を行ってから係数
を決定する。Here, when the center of the measured volume coincides with the center of the shim coil, the determination of the coefficient is easy. If they do not match, the measured static magnetic field distribution Be (x, y,
z) and the magnetic field distribution Pi (x, y,
A coefficient is determined after performing a conversion process so that the coordinate system of z) matches.
【0043】3)シム電流を求める工程 この工程では、前工程で得られた球面調和関数の係数か
らシムコイルへ流す補正電流を求める。補正電流は理想
的には計測した静磁場分布と振幅が等しく、向きが反対
の補正磁場分布を発生する。前述したように、シムコイ
ルが概略球面調和関数状の磁場を発生するように設計さ
れている場合には、球面調和関数の係数から直ちにシム
電流を求めることができる。この場合、シムのコイル毎
の固有の磁場発生効率を考慮する。3) Step of Determining Shim Current In this step, a correction current flowing through the shim coil is determined from the spherical harmonic function coefficient obtained in the previous step. The correction current ideally generates a correction magnetic field distribution having the same amplitude as the measured static magnetic field distribution and an opposite direction. As described above, when the shim coil is designed to generate a magnetic field having a substantially spherical harmonic function, the shim current can be immediately obtained from the coefficient of the spherical harmonic function. In this case, the unique magnetic field generation efficiency for each coil of the shim is considered.
【0044】別法として、各シムコイルの生成する磁場
分布(シム特性)から、式(4)に示す行列演算により
補正電流を求めてもよい。As another method, a correction current may be obtained from a magnetic field distribution (shim characteristics) generated by each shim coil by a matrix operation shown in equation (4).
【数4】 式中、Aはシム特性行列(Ajk=δBj/δIk)を
表し、要素は第kチャンネルシム電流の微小変化に対す
る第j画素の静磁場変化で表される。△Iはシム電流ベ
クトル、B0は画素毎の静磁場偏倚を1次元に再配列し
たベクトル、AtはAの転置行列である。シム特性は、
予め水などの均質な試料を用いて、シムコイルに流す単
位電流当りの静磁場分布の変化を測定することにより、
求めることができ、行列或いは調和関数で展開した展開
関数の形式でメモリ内に記憶される。(Equation 4) In the equation, A represents a shim characteristic matrix (Ajk = δBj / δIk), and an element is represented by a change in the static magnetic field of the j-th pixel with respect to a small change in the k-th channel shim current. ΔI is a shim current vector, B0 is a vector obtained by one-dimensionally rearranging the static magnetic field deviation for each pixel, and At is a transposed matrix of A. Shim characteristics
Using a homogeneous sample such as water in advance, by measuring the change in the static magnetic field distribution per unit current flowing through the shim coil,
Can be obtained and stored in the memory in the form of a matrix or an expansion function expanded by a harmonic function.
【0045】この方法はシムコイルが球面調和関数とは
異なる磁場、あるいは複数の球面調和関数の合成磁場を
発生する場合にも適用できる。This method can be applied to a case where the shim coil generates a magnetic field different from the spherical harmonic function or a composite magnetic field of a plurality of spherical harmonic functions.
【0046】以上の3つの工程は、本撮像に先立つプリ
スキャンとして行われ、これら工程で得たシム電流のう
ち、1次シム値は傾斜磁場のオフセットとして設定し、
2次シム値は2次シムコイルへ設定する。しかる後に本
撮像を実行する。The above three steps are performed as a prescan prior to the main imaging, and the primary shim value of the shim current obtained in these steps is set as an offset of the gradient magnetic field.
The secondary shim value is set for the secondary shim coil. Then, the main imaging is performed.
【0047】この方法によれば、きわめて短時間に生体
シミングを実行することができ、EPI法やスペクトロ
スコピックイメージング法など高い静磁場均一性が要求
される撮像において高画質画像を得ることができる。一
例として第1の工程におけるボクセル数を3×3×3
(=27),RFパルスのフリップ角10゜,シーケン
スの繰り返し時間TR=160msとすると、160m
s×9=1.44秒の計測時間+演算時間で静磁場補正
を行うことができる。従って、シム電流値の計算を含む
全シミング工程を数秒程度で完了できる。According to this method, living body shimming can be performed in a very short time, and a high-quality image can be obtained in imaging requiring high static magnetic field uniformity such as the EPI method or the spectroscopic imaging method. . As an example, the number of voxels in the first step is 3 × 3 × 3.
(= 27), RF pulse flip angle 10 °, sequence repetition time TR = 160 ms, 160 m
The static magnetic field correction can be performed with s × 9 = 1.44 second measurement time + calculation time. Therefore, the entire shimming process including the calculation of the shim current value can be completed in about several seconds.
【0048】尚、以上の実施例では、第1工程における
ボクセル数は、静磁場分布を展開する場合の展開項とし
て2次項まで用いることを前提として、(3×3×3)
の場合を説明したが、既に述べたようにボクセル数は位
相エンコードステップ数及び周波数エンコード方向のサ
ンプリング点数によって決まり、これらを変えることに
より関心領域に合せた任意のボクセル数、形状とするこ
とができる。In the above embodiment, the number of voxels in the first step is (3.times.3.times.3) on the assumption that up to the second-order terms are used as expansion terms when the static magnetic field distribution is expanded.
However, as described above, the number of voxels is determined by the number of phase encoding steps and the number of sampling points in the frequency encoding direction, and by changing these, the number of voxels and the shape of the voxel can be adjusted to an arbitrary region of interest. .
【0049】また展開項として3次,4次等より高次の
項を含めることも可能であり、これにより高精度なシミ
ングが可能になる。その場合、項の数に対応して体積内
の画素マトリクス数を増やす必要があるが、リードアウ
ト方向の画像マトリクス数は計測時間を延長せずに増加
させることができるので、この方向にマトリクスを大き
くとり、3次以上の展開項を用いることは有効である。
従って生体の体軸方向等、高次の不均一が予想される方
向をリードアウト方向に選ぶのが有効である。It is also possible to include higher-order terms than third-order, fourth-order, etc. as expansion terms, thereby enabling high-precision shimming. In that case, it is necessary to increase the number of pixel matrices in the volume corresponding to the number of terms.However, the number of image matrices in the readout direction can be increased without extending the measurement time. It is effective to use a third-order or higher expansion term.
Therefore, it is effective to select a direction in which higher-order unevenness is expected, such as the body axis direction of the living body, as the readout direction.
【0050】また、位相エンコード数を4以上とし、マ
トリクスを位相方向にも拡大すれば、3次以上の展開項
も使用できるようになり、空間的により高精度な均一化
が可能になることは言うまでもない。この場合位相エン
コードステップ数と共に計測時間は増大するが、本発明
で採用する高速MRSI法の時間的優位性はエンコード
ステップ数が大きいほど顕著になる。Further, if the number of phase encodes is set to 4 or more and the matrix is expanded in the phase direction, a third-order or higher-order expansion term can be used, and spatial uniformization with higher accuracy can be achieved. Needless to say. In this case, the measurement time increases with the number of phase encode steps, but the temporal superiority of the high-speed MRSI method employed in the present invention becomes more significant as the number of encode steps increases.
【0051】更に上記実施例では静磁場分布測定のため
のシーケンスとして図1に示すグラディエントエコー
(GrE)型の高速MRSI法を採用したが、図5に示
すSE型の高速MRSI法を採用してもよい。図5のシ
ーケンスは高周波パルス51を照射し、TE/2経過後
にスピンを反転させる高周波パルス510を照射してい
る点が異なり、2方向に位相エンコード54,55を付
与すること、リードアウト方向に反転する傾斜磁場58
を印加すること、繰り返し時間の最後にリワインド50
1及びスポイラー512をそれぞれ付加することは図1
の場合と同様である。Further, in the above embodiment, the gradient echo (GrE) type high-speed MRSI method shown in FIG. 1 is employed as a sequence for measuring the static magnetic field distribution, but the SE type high-speed MRSI method shown in FIG. 5 is employed. Is also good. The sequence shown in FIG. 5 is different from that in which the high-frequency pulse 51 is irradiated and the high-frequency pulse 510 for inverting the spin after TE / 2 is irradiated is that the phase encodes 54 and 55 are applied in two directions and the read-out direction is applied. Reversing gradient magnetic field 58
At the end of the repetition time.
1 and the spoiler 512 respectively are shown in FIG.
Is the same as
【0052】GrEの型のシーケンスとSE型のシーケ
ンスとを比較すると、前者は低周波領域の信号が犠牲に
なるので、スペクトルのベースラインのうねりが生じ
る。但し、水ピークの検出には大きな障害にはならな
い。SE型は、計測時間はGrE型よりも長くなるが、
エコー中心のデータが取得できるので、ベースラインの
うねりを防止できる。When the GrE type sequence is compared with the SE type sequence, the former causes a swell of the spectrum baseline because the signal in the low frequency region is sacrificed. However, detection of the water peak does not become a major obstacle. The measurement time of the SE type is longer than that of the GrE type,
Since the data of the center of the echo can be acquired, the swell of the baseline can be prevented.
【0053】また、SE型との特長として、公知のT2
を用いるスペクトル編集が可能になる。即ち、エコー時
間TEを数10msと大きく設定することにより、脂肪
等の短T2物質のスペクトルを消去したスペクトルを得
ることができる。スペクトル線の半値幅ν1/2はT2
とν1/2=1/(πT2)の関係があるため、短T2
物質のピークはブロードであり、短T2物質を消去した
スペクトルはシャープになる。従ってピークの位置を高
精度に検出できる。Also, as a feature of the SE type, a well-known T2
Can be used for spectrum editing. That is, by setting the echo time TE to be as long as several tens of ms, it is possible to obtain a spectrum in which the spectrum of the short T2 substance such as fat is eliminated. The half width ν1 / 2 of the spectral line is T2
And ν1 / 2 = 1 / (πT2), the short T2
The peak of the substance is broad, and the spectrum excluding the short T2 substance becomes sharp. Therefore, the position of the peak can be detected with high accuracy.
【0054】[0054]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば生
体シミングを行うに際し、静磁場不均一性を測定するた
めに高速MRSI法によるシーケンスを小エンコードス
テップで実行するとともに、得られた静磁場分布を低次
項の調和関数で展開することにより、分布被写体に応じ
た体積内静磁場均一化を短時間で達成でき、EPI法や
EPI法をべースとした撮影方法の画質を向上させるこ
とができる。As described above, according to the present invention, when performing living body shimming, a sequence by the high-speed MRSI method is executed in a small encode step to measure the static magnetic field inhomogeneity, and the obtained static By developing the magnetic field distribution with a lower-order term harmonic function, it is possible to achieve a uniform static magnetic field in the volume in a short time according to the distribution subject, and to improve the image quality of the EPI method or an imaging method based on the EPI method. be able to.
【図1】本発明の静磁場計測シーケンスの一実施例を示
す図。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a static magnetic field measurement sequence according to the present invention.
【図2】スペクトルによる静磁場分布計測の概念を示す
図。FIG. 2 is a diagram showing a concept of measuring a static magnetic field distribution by using a spectrum.
【図3】高速MRSI法のk空間軌跡を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a k-space trajectory of the high-speed MRSI method.
【図4】本発明が適用されるMRI装置の全体の構成を
示す図。FIG. 4 is a diagram showing the overall configuration of an MRI apparatus to which the present invention is applied.
【図5】本発明の静磁場計測シーケンスの他の実施例を
示す図。FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the static magnetic field measurement sequence of the present invention.
【図6】シムコイルの磁場分布を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a magnetic field distribution of a shim coil.
401 被写体 414a 送信RFコイル 414b 検出RFコイル 430 シムコイル 431 シム電源 401 subject 414a transmission RF coil 414b detection RF coil 430 shim coil 431 shim power supply
Claims (3)
から発生する核磁気共鳴信号を元に前記部位を画像化す
る磁気共鳴イメージング装置において、前記被写体の所
望の体積部分の静磁場分布を均一化する方法であって、 1)高周波磁場の照射により前記被写体の所望の体積部
分を励起し、次いで2方向の位相エンコード傾斜磁場を
印加し、更にリードアウト方向に連続反転する傾斜磁場
を印加する基本シーケンスを繰り返す3次元スペクトロ
スコピックイメージング法により、被写体の所望の体積
部分についてマルチボクセルスペクトルを取得し、 2)各々のボクセルのスペクトルの特定ピークの共鳴周
波数を静磁場強度に換算することにより、前記体積部分
の静磁場分布を得、 3)この静磁場分布を複数のシミング手段が発生する磁
場分布で展開し、 4)該静磁場分布を最小化するように各々のシミング手
段に流す電流を最適化することを特徴とする静磁場均一
化方法。1. A magnetic resonance imaging apparatus for imaging a region of a subject placed in a static magnetic field based on a nuclear magnetic resonance signal generated from a desired portion of the subject, wherein a static magnetic field distribution of a desired volume portion of the subject is provided. 1) Exciting a desired volume portion of the object by irradiating a high-frequency magnetic field, then applying a phase encoding gradient magnetic field in two directions, and further generating a gradient magnetic field that is continuously inverted in the readout direction. Obtaining a multi-voxel spectrum for a desired volume portion of the subject by a three-dimensional spectroscopic imaging method in which a basic sequence to be applied is repeated, and 2) converting a resonance frequency of a specific peak of each voxel spectrum into a static magnetic field intensity. To obtain a static magnetic field distribution in the volume part, and 3) a magnetic field generated by a plurality of shimming means. 4) A static magnetic field homogenization method characterized by optimizing a current flowing through each shimming means so as to minimize the static magnetic field distribution.
ルから計算された静磁場分布を球面調和関数の1次項お
よび2次項を用いて展開し、概略球面調和関数の1次項
および2次項を生成する少なくとも8つのシミング手段
を用いて前記体積内の静磁場を補正する請求項1記載の
静磁場均一化方法。2. The method according to claim 1, wherein the static magnetic field distribution calculated from the multi-voxel spectrum of the volume portion is expanded using first and second order terms of a spherical harmonic function to generate at least 8 terms of first and second order terms of the approximate spherical harmonic function. 2. The static magnetic field equalizing method according to claim 1, wherein the static magnetic field in the volume is corrected using two shimming means.
ジング法において、リードアウト方向のマトリクス数を
残りの2方向よりも大きく設定することを特徴とする請
求項1又は2に記載の体積内静磁場均一化方法。3. The homogenization of an in-volume static magnetic field according to claim 1, wherein in the three-dimensional spectroscopic imaging method, the number of matrices in the readout direction is set to be larger than the remaining two directions. Method.
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|---|---|---|---|
| JP29055397A JP3928992B2 (en) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | Magnetic resonance imaging system |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11113880A true JPH11113880A (en) | 1999-04-27 |
| JPH11113880A5 JPH11113880A5 (en) | 2005-06-23 |
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| JP (1) | JP3928992B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001087245A (en) * | 1999-07-26 | 2001-04-03 | General Electric Co <Ge> | Unified shimming for magnetic resonance superconducting magnets |
| JP2005270327A (en) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Toshiba Corp | Magnetic resonance imaging equipment |
| JP2010213994A (en) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Hitachi Medical Corp | Magnetic resonance imaging apparatus |
| JP2013081780A (en) * | 2011-10-06 | 2013-05-09 | Toshiba Corp | Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method |
| KR20140103770A (en) * | 2013-02-19 | 2014-08-27 | 삼성전자주식회사 | Method, apparatus and magnetic resonance imaging system for B1 magnetic field shimming using RF tranceive coil and RF receive coil |
-
1997
- 1997-10-08 JP JP29055397A patent/JP3928992B2/en not_active Expired - Fee Related
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| KR20140103770A (en) * | 2013-02-19 | 2014-08-27 | 삼성전자주식회사 | Method, apparatus and magnetic resonance imaging system for B1 magnetic field shimming using RF tranceive coil and RF receive coil |
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| JP3928992B2 (en) | 2007-06-13 |
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