JP2012095891A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴(以下、「NMR」という)信号を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を画像化する核磁気共鳴イメージング(以下、「MRI」という)装置に関し、特に拡散強調画像におけるk空間データ歪みを補正することに関する。 The present invention measures nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as `` NMR '') signals from hydrogen, phosphorus, etc. in a subject and images nuclear density distribution, relaxation time distribution, etc. In particular, the present invention relates to correcting k-space data distortion in diffusion weighted images.
MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するNMR信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化する装置である。撮影においては、NMR信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。計測されたNMR信号は、2次元又は3次元フーリエ変換されることにより画像に再構成される。 The MRI device measures NMR signals generated by the spins of the subject, especially the tissues of the human body, and visualizes the form and function of the head, abdomen, limbs, etc. in two or three dimensions Device. In imaging, the NMR signal is given different phase encoding depending on the gradient magnetic field, frequency-encoded, and measured as time series data. The measured NMR signal is reconstructed into an image by two-dimensional or three-dimensional Fourier transform.
拡散強調画像を取得するシーケンス(以下「DWIパルスシーケンス」という)は、π(180度)パルスの前後に1対の強力な傾斜磁場パルス(以下「MPGパルス」という)を付加することにより、拡散運動の低い分子を高コントラストで取得することが可能である。その反面、強力な傾斜磁場パルスに起因する渦電流の影響を受け易くk空間データ歪みが生じ易い。 A sequence that acquires a diffusion-weighted image (hereinafter referred to as a “DWI pulse sequence”) adds a pair of powerful gradient magnetic field pulses (hereinafter referred to as “MPG pulses”) before and after the π (180 degree) pulse, thereby spreading It is possible to acquire molecules with low motion with high contrast. On the other hand, k-space data distortion is likely to occur due to eddy currents caused by strong gradient magnetic field pulses.
そこで、特許文献1に開示された技術は、MPGパルスに起因する渦電流によるk空間データ歪み量を、リードアウト方向および位相エンコード方向を第1の組に設定して、第1のリファレンスデータを取得し、次いで、リードアウト方向および位相エンコード方向を入れ替えて第1の組に設定して、第2のリファレンスデータを取得し、第1のリファレンスデータと第2のリファレンスデータとを用いて、本撮影(画像用エコーデータ計測部)で計測されたk空間データにおける歪みを補正する。 Therefore, the technique disclosed in Patent Document 1 sets the k-space data distortion amount due to the eddy current caused by the MPG pulse, sets the readout direction and the phase encoding direction to the first set, and sets the first reference data as Then, the readout direction and the phase encoding direction are switched and set to the first set to obtain the second reference data, and the first reference data and the second reference data are used to The distortion in the k-space data measured by photographing (image echo data measurement unit) is corrected.
しかし、上記特許文献1に開示された技術では、MRI装置にMPGパルス等の傾斜磁場印加に伴う残留磁化が残る場合に、第1のリファレンスデータと第2のリファレンスデータとは、異なった磁場環境で計測されることになる。このような異なった磁場環境で計測されたリファレンスデータを用いて、k空間データ歪みを補正しても適正に補正されずに、最終的に再構成される画像にアーチファクトが残存する可能性が考えられる。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1 described above, the first reference data and the second reference data are different from each other in the magnetic field environment when residual magnetization due to application of a gradient magnetic field such as an MPG pulse remains in the MRI apparatus. Will be measured. Using reference data measured in such a different magnetic field environment, even if k-space data distortion is corrected, there is a possibility that artifacts may remain in the finally reconstructed image without being corrected properly. It is done.
そこで、本発明の目的は、MRI装置に残留磁化が残存する場合であっても、MPGパルス印加に伴うk空間データ歪みを適正に補正することができるMRI装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide an MRI apparatus that can appropriately correct k-space data distortion associated with MPG pulse application even when residual magnetization remains in the MRI apparatus.
上記課題を解決するために、本発明は、補正用エコーデータ計測部の位相エンコード方向を異ならせて、補正用エコーデータの計測を行なう第1の予備計測と第2の予備計測との間で、置構造物に残存する残留磁化を消磁するデガウスシーケンスを実行することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides a difference between the first preliminary measurement and the second preliminary measurement in which the correction echo data is measured by changing the phase encoding direction of the correction echo data measurement unit. The degauss sequence for demagnetizing the residual magnetization remaining in the mounting structure is executed.
具体的には、本発明のMRI装置は、補正用エコーデータ計測部と画像用エコーデータ計測部とを有して成る撮像シーケンスを用いて、それぞれエコーデータの計測を制御する計測制御部と、補正用エコーデータ計測部で計測された補正用エコーデータを用いて、画像用エコーデータ計測部で計測されたk空間データの歪み補正を行う演算処理部と、を備え、計測制御部は、第1の方向を位相エンコード方向として第1の補正用エコーデータを計測する第1の予備計測と、第2の方向を位相エンコード方向として第2の補正用エコーデータを計測する第2の予備計測とで、それぞれ補正用エコーデータ計測部を実行し、演算処理部は、第1の補正用エコーデータと第2の補正用エコーデータとを用いて、k空間データの歪み補正を行う。その際、計測制御部は、第1の予備計測と第2の予備計測との間に、装置構造物に残存する残留磁化を消磁するデガウスシーケンスを実行することを特徴とする。 Specifically, the MRI apparatus of the present invention uses an imaging sequence including a correction echo data measurement unit and an image echo data measurement unit, respectively, a measurement control unit that controls the measurement of echo data, An arithmetic processing unit that performs distortion correction of the k-space data measured by the image echo data measurement unit using the correction echo data measured by the correction echo data measurement unit. A first preliminary measurement for measuring the first correction echo data with the direction of 1 as the phase encoding direction, and a second preliminary measurement for measuring the second correction echo data with the second direction as the phase encoding direction; Then, the correction echo data measurement unit is executed, and the arithmetic processing unit corrects the distortion of the k-space data using the first correction echo data and the second correction echo data. At this time, the measurement control unit executes a degauss sequence for demagnetizing residual magnetization remaining in the apparatus structure between the first preliminary measurement and the second preliminary measurement.
本発明のMRI装置によれば、MRI装置に残留磁化が残存する場合であっても、MPGパルス印加に伴うk空間データ歪みを適正に補正することができる。その結果、MRI装置に残留磁化が残存する場合であっても高画質のDWI画像を取得することが可能になる。 According to the MRI apparatus of the present invention, even when residual magnetization remains in the MRI apparatus, k-space data distortion accompanying MPG pulse application can be corrected appropriately. As a result, a high-quality DWI image can be acquired even when residual magnetization remains in the MRI apparatus.
以下、添付図面に従って本発明のMRI装置の好ましい実施例について詳説する。なお、発明の実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the MRI apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In all the drawings for explaining the embodiments of the invention, those having the same function are given the same reference numerals, and their repeated explanation is omitted.
最初に、本発明に係るMRI装置を図1に基づいて説明する。図1は、本発明に係るMRI装置の一実施例の全体構成を示すブロック図である。 First, an MRI apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of an MRI apparatus according to the present invention.
このMRI装置は、NMR現象を利用して被検体101の断層画像を得るもので、図1に示すように、静磁場発生磁石102と、傾斜磁場コイル103及び傾斜磁場電源109と、RF送信コイル104及びRF送信部110と、RF受信コイル105及び信号検出部106と、信号処理部107と、計測制御部111と、全体制御部108と、表示・操作部113と、被検体101を搭載する天板を静磁場発生磁石102の内部に出し入れするベッド112と、を備えて構成される。
This MRI apparatus uses a NMR phenomenon to obtain a tomographic image of a
静磁場発生磁石102は、垂直磁場方式であれば被検体101の体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば体軸方向に、それぞれ均一な静磁場を発生させるもので、被検体101の周りに永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源が配置されている。
The static magnetic
傾斜磁場コイル103[m1]は、MRI装置の実空間座標系(静止座標系)であるX、Y、Zの3軸方向に巻かれたコイルであり、それぞれの傾斜磁場コイルは、それを駆動する傾斜磁場電源109に接続され電流が供給される。具体的には、各傾斜磁場コイルの傾斜磁場電源109は、それぞれ後述の計測制御部111からの命令に従って駆動されて、それぞれの傾斜磁場コイルに電流を供給する。これにより、X、Y、Zの3軸方向に傾斜磁場Gx、Gy、Gzが発生する。
The gradient magnetic field coil 103 [m1] is a coil wound in the three-axis directions of X, Y, and Z, which is the real space coordinate system (stationary coordinate system) of the MRI apparatus, and each gradient magnetic field coil drives it A gradient magnetic
2次元スライス面の撮像時には、スライス面(撮像断面)に直交する方向にスライス傾斜磁場パルス(Gs)が印加されて被検体101に対するスライス面が設定され、そのスライス面に直交して且つ互いに直交する残りの2つの方向に位相エンコード傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード(リードアウト)傾斜磁場パルス(Gf)が印加されて、NMR信号(エコー信号)にそれぞれの方向の位置情報がエンコードされる。
When imaging a two-dimensional slice plane, a slice gradient magnetic field pulse (Gs) is applied in a direction orthogonal to the slice plane (imaging cross section) to set a slice plane for the
RF送信コイル104は、被検体101にRFパルスを照射するコイルであり、RF送信部110に接続され高周波パルス電流が供給される。これにより、被検体101の生体組織を構成する原子のスピンにNMR現象が誘起される。具体的には、RF送信部110が、後述の計測制御部111からの命令に従って駆動されて、高周波パルスが振幅変調され、増幅された後に被検体101に近接して配置されたRF送信コイル104に供給されることにより、RFパルスが被検体101に照射される。
The
RF受信コイル105は、被検体101の生体組織を構成するスピンのNMR現象により放出されるエコー信号を受信するコイルであり、信号検出部106に接続されて受信したエコー信号が信号検出部106に送られる。
The
信号検出部106は、RF受信コイル105で受信されたエコー信号の検出処理を行う。具体的には、後述の計測制御部111からの命令に従って、信号検出部106が、受信されたエコー信号を増幅し、直交位相検波により直交する二系統の信号に分割し、それぞれを所定数(例えば128、256、512等)サンプリングし、各サンプリング信号をA/D変換してディジタル量に変換し、後述の信号処理部107に送る。 従って、エコー信号は所定数のサンプリングデータからなる時系列のデジタルデータ(以下、エコーデータという)として得られる。
The
信号処理部107は、エコーデータに対して各種処理を行い、処理したエコーデータを計測制御部111に送る。
The
計測制御部111は、被検体101の断層画像の再構成に必要なエコーデータ収集のための種々の命令を、主に、傾斜磁場電源109と、RF送信部110と、信号検出部106に送信してこれらを制御する制御部である。具体的には、計測制御部111は、後述する全体制御部108の制御で動作し、ある所定のシーケンスに基づいて、傾斜磁場電源109、RF送信部110及び信号検出部106を制御して、被検体101へのRFパルスの照射及び傾斜磁場パルスの印加と、被検体101からのエコー信号の検出と、を繰り返し実行し、被検体101の撮像領域についての画像の再構成に必要なエコーデータの収集を制御する。繰り返しの際には、2次元撮像の場合には位相エンコード傾斜磁場の印加量を、3次元撮像の場合には更にスライスエンコード傾斜磁場の印加量も、変えて行なう。位相エンコードの数は通常1枚の画像あたり128、256、512等の値が選ばれ、スライスエンコードの数は、通常16、32、64等の値が選ばれる。これらの制御により信号処理部107からのエコーデータを全体制御部108に出力する。
The
全体制御部108は、計測制御部111の制御、及び、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等の制御を行うものであって、CPU及びメモリを内部に有する演算処理部114と、光ディスク、磁気ディスク等の記憶部115とを有して成る。具体的には、計測制御部111を制御してエコーデータの収集を実行させ、計測制御部111からのエコーデータが入力されると、演算処理部114がそのエコーデータに印加されたエンコード情報に基づいて、メモリ内のk空間に相当する領域に記憶させる。以下、エコーデータをk空間に配置する旨の記載は、エコーデータをメモリ内のk空間[m2]に相当する領域に記憶させることを意味する。また、メモリ内のk空間に相当する領域に記憶されたエコーデータ群をk空間データともいう。そして演算処理部114は、このk空間データに対して信号処理やフーリエ変換による画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体101の画像を、後述の表示・操作部113に表示させると共に記憶部115に記録させる。
The
表示・操作部113は、再構成された被検体101の画像を表示する表示部と、MRI装置の各種制御情報や上記全体制御部108で行う処理の制御情報を入力するトラックボール又はマウス及びキーボード等の操作部と、から成る。この操作部は表示部に近接して配置され、操作者が表示部を見ながら操作部を介してインタラクティブにMRI装置の各種処理を制御する。
The display /
現在MRI装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核(プロトン)である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を2次元もしくは3次元的に撮像する。 At present, the radionuclide to be imaged by the MRI apparatus is a hydrogen nucleus (proton) which is a main constituent material of the subject as being widely used clinically. By imaging the information on the spatial distribution of proton density and the spatial distribution of the relaxation time of the excited state, the form or function of the human head, abdomen, limbs, etc. is imaged in two or three dimensions.
次に、本発明のMRI装置の実施例を説明する。本実施例は、補正用エコーデータ計測部と画像用エコーデータ計測部とを有して成る撮像シーケンスを用いてDWI計測を行なう際に、補正用エコーデータ計測部で計測された補正データを用いて、画像用エコーデータ計測部で計測されたk空間データの歪みを補正する。補正用エコーデータの計測においては、画像用エコーデータ計測部と異なる位相エンコード方向に設定された補正用エコーデータ計測部で補正用エコーデータを計測する第1の予備計測と、同じ位相エンコード方向に設定された補正用エコーデータ計測部で補正用エコーデータを計測する第2の予備計測と、を行う。そして、両者の補正用エコーデータを用いて、画像用エコーデータ計測部で計測されたk空間データの歪みを補正する。 Next, an embodiment of the MRI apparatus of the present invention will be described. This embodiment uses the correction data measured by the correction echo data measurement unit when performing DWI measurement using the imaging sequence including the correction echo data measurement unit and the image echo data measurement unit. Then, the distortion of the k-space data measured by the image echo data measuring unit is corrected. In the measurement of the echo data for correction, in the same phase encoding direction as the first preliminary measurement in which the echo data for correction is measured by the correction echo data measurement unit set in a phase encoding direction different from that of the image echo data measurement unit. The second preliminary measurement of measuring the correction echo data by the set correction echo data measurement unit is performed. Then, the distortion of the k-space data measured by the image echo data measurement unit is corrected using both of the correction echo data.
その際、2つの予備計測の間に、MRI装置構造物に残存する残留磁場を消磁するためのデガウスシーケンスを実行する。これにより、第1の予備計測後にMRI装置に残存する残留磁化による誤差磁場が、第2の予備計測及びその後の画像用エコーデータの計測に残らずに影響しないようにする。また、先に実行する第1の予備計測における補正用エコーデータ計測部の位相エンコード方向を、画像用エコーデータ計測部における位相エンコード方向と異なる方向とし、後に実行する第2の予備計測における補正用エコーデータ計測部の位相エンコード方向を、画像用エコーデータ計測部における位相エンコード方向と同じ方向とする。これにより、画像用エコーデータ計測部で計測される画像用エコーデータへの影響を最小限にすることができ、画像の画質を向上させる。 At that time, a degauss sequence for demagnetizing the residual magnetic field remaining in the MRI apparatus structure is executed between the two preliminary measurements. This prevents the error magnetic field due to residual magnetization remaining in the MRI apparatus after the first preliminary measurement from affecting the second preliminary measurement and the subsequent measurement of image echo data. In addition, the phase encoding direction of the correction echo data measurement unit in the first preliminary measurement performed first is different from the phase encoding direction in the image echo data measurement unit, and the correction is performed in the second preliminary measurement performed later. The phase encoding direction of the echo data measuring unit is the same as the phase encoding direction in the image echo data measuring unit. Thereby, the influence on the image echo data measured by the image echo data measurement unit can be minimized, and the image quality of the image is improved.
以下、本実施例の処理フローの概要を図2に示すフローチャートを用いて説明する。本処理フローは、予めプログラムとして記憶部に記憶されており、演算処理部114が記憶部からそのプログラムを読み込んで実行することにより実施される。
Hereinafter, the outline of the processing flow of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This processing flow is stored in advance in the storage unit as a program, and is executed by the
ステップ201で、演算処理部114は、位相エンコード方向を第1の方向に設定して、計測制御部111に補正用エコーデータ計測部を実行させて第1の予備計測を行なわせる。第1の方向は、後述する第2の予備計測で実行される補正用エコーデータ計測部及びその後の画像用エコーデータ計測部における位相エンコード方向である第2の方向と異なる方向であり、スライス方向に対しても直交する方向とする。つまり、第1の予備計測においては、位相エンコード方向が第1の方向とされ周波数エンコード方向が第2の方向とされる。この指示を受けて計測制御部111は、位相エンコード方向を第1の方向とする補正用エコーデータ計測部を実行して、補正用エコーデータを計測し、計測した補正用エコーデータ(以下、第1の補正用エコーデータという)を演算処理部114に通知する。なお、位相エンコード方向を第1の方向に設定した補正用エコーデータ計測部の詳細は後述する。
In
ステップ202で、演算処理部114は、計測制御部111にデガウス(Degauss)シーケンスを実行させる。その指示を受けて計測制御部111は、デガウスシーケンスを実行し、MRI装置本体に残留する残留磁場を消磁する。デガウスシーケンスの詳細は後述する。
In
ステップ203で、演算処理部114は、位相エンコード方向を第2の方向に設定して、計測制御部111に補正用エコーデータ計測部を実行させて第2の予備計測を行なわせる。第2の方向は、前述した第1の予備計測で実行された補正用エコーデータ計測部における位相エンコード方向である第1の方向と異なる方向であり、スライス方向に対しても直交する方向とする。つまり、第2の予備計測においては、位相エンコード方向が第2の方向とされ周波数エンコード方向が第1の方向とされる。この指示を受けて計測制御部111は、位相エンコード方向を第2の方向とする補正用エコーデータ計測部を実行して、補正用エコーデータを計測し、計測した補正用エコーデータ(以下、第2の補正用エコーデータという)を演算処理部114に通知する。なお、第2の予備計測で実行される補正用エコーデータ計測部における位相エンコード方向は、この後に実行される画像用エコーデータ計測部における位相エンコード方向と同一するのが好ましく、それ故、本ステップの位相エンコード方向と画像用エコーデータ計測部の位相エンコード方向とを、同じ第2の方向とする。なお、位相エンコード方向を第2の方向に設定した補正用エコーデータ計測部の詳細は後述する。
In
ステップ204aで、演算処理部114は位相エンコード方向を第2の方向に設定して、計測制御部111に画像用エコーデータ計測部を実行させる。その指示を受けて計測制御部111は、位相エンコード方向を第2の方向とする画像用エコーデータ計測部を実行して、画像用エコーデータを計測し、計測した画像用エコーデータを演算処理部114に通知する。演算処理部114は、計測された画像用エコーデータをメモリ内の所定のk空間に配置してk空間データとする。
In
ステップ204bで、演算処理部114は、ステップ201で取得された第1の補正用エコーデータと、ステップ203で取得された第2の補正用エコーデータと、を用いて、ステップ204aで取得されたk空間データの歪みを補正するための補正データを作成する。なお、本ステップ204bの演算処理は演算処理部114が行い、ステップ204aの計測処理と並行して行っても良い。
In
ステップ205で、演算処理部111は、ステップ204aで取得されたk空間データに対して、ステップ204bで作成した補正データを用いてk空間データ歪補正を行う。k空間データ歪み補正の詳細は特許文献1に記載されており、本実施例でもこの手法を用いるものであるので、詳細な説明は省略する。
In
ステップ206で、演算処理部111は、ステップ205で歪み補正されたk空間データを用いて、画像を再構成する。
In
ステップ207で、演算処理部111は、ステップ206で再構成された画像を表示部に表示させる。
以上までが、本実施例の処理フローの概要である。
In
The above is the outline of the processing flow of the present embodiment.
次に、上記処理フローにおける各処理の詳細を説明する。最初に、補正用エコーデータ計測部と画像用エコーデータ計測部の詳細を説明する。 Next, details of each process in the process flow will be described. First, details of the correction echo data measurement unit and the image echo data measurement unit will be described.
画像用エコーデータ計測部は拡散強調画像(Diffusion Weighted Image; DWI)を取得するので、そのパルスシーケンスはDWIパルスシーケンスを基本とする。DWIパルスシーケンスの一例として、SE-EPIパルスシーケンスにMPGパルスを適用したパルスシーケンスが公知(特許文献2)であり、本実施例の画像用エコーデータ計測部は、このSE-EPIパルスシーケンスを基本とする。また、補正用エコーデータ計測部は、画像用エコーデータ計測部で計測されるエコーデータに潜在する位相ひずみを補正するためのエコーデータを計測するため、画像用エコーデータ計測部と略同一形状のパルスシーケンスを用いるが、位相エンコード傾斜磁場を印加しない。従って、位相エンコード傾斜磁場以外は補正用エコーデータ計測部もSE-EPIパルスシーケンスを基本とする。なお、画像用エコーデータ計測部と補正用エコーデータ計測部は、基本とするパルスシーケンスが他のタイプのDWIパルスシーケンスでも良い。 Since the image echo data measurement unit acquires a diffusion weighted image (DWI), the pulse sequence is based on the DWI pulse sequence. As an example of the DWI pulse sequence, a pulse sequence in which an MPG pulse is applied to an SE-EPI pulse sequence is known (Patent Document 2), and the echo data measuring unit for images of this embodiment is based on this SE-EPI pulse sequence. And Further, the correction echo data measurement unit measures echo data for correcting the phase distortion latent in the echo data measured by the image echo data measurement unit, and therefore has substantially the same shape as the image echo data measurement unit. A pulse sequence is used, but no phase encoding gradient magnetic field is applied. Therefore, the correction echo data measurement unit other than the phase encoding gradient magnetic field is also based on the SE-EPI pulse sequence. It should be noted that the basic pulse sequence of the image echo data measurement unit and the correction echo data measurement unit may be other types of DWI pulse sequences.
そこで、SE-EPIパルスシーケンスの詳細を図3に示すシーケンスチャートに基づいて説明する。このパルスシーケンスは、例えばプログラムとして予め記憶部に記憶されて、必要に応じて演算処理部114が読み出して計測制御部111にその内容を送信して実行される。そして、計測制御部111は補正用エコーデータ計測部の実行において次の制御を行なう。即ち、スライス方向Gs(装置座標でZ方向とする)にスライス選択傾斜磁場311を印加しながらスライス選択90°RFパルス301を印加して所望のスライス領域を励起する。その後に読み出し方向Gr(装置座標でX方向とする)に第1MPGパルス331を印加する。次に、励起領域の磁化を反転してエコー信号を形成させるためにスライス方向Gsに傾斜磁場312と180°反転RFパルス302を印加する。その後に読み出し方向Gr(装置座標でY方向とする)に第2MPGパルス332を印加する。これらのRFパルス及び傾斜磁場の後に、位相エンコード方向Gpに空間情報のエンコードを行うための位相エンコード傾斜磁場322と、信号読み出し方向Grに周波数エンコードを行うと同時にエコー信号の読み出しを行うための傾斜磁場334の極性を反転させながら印加して、画像再構成用の複数のエコー信号を計測する。位相エンコード傾斜磁場322及び信号読みだし傾斜磁場334の印加の前には、それぞれディフェーズ傾斜磁場321,333を印加して、k空間上に配置するエコーデータの初期位置を調整する。
Therefore, the details of the SE-EPI pulse sequence will be described based on the sequence chart shown in FIG. This pulse sequence is stored in advance in the storage unit as a program, for example, and is read out by the
なお、補正用エコーデータ計測部は、ディフェーズ傾斜磁場321及び位相エンコード322が印加されない。つまり、補正用エコーデータ計測部では、位相エンコード方向に傾斜磁場が印加されない。このSE-EPIパルスシーケンスは、例えば(特許文献2)に説明されているので、これ以上の詳述は省略する。
Note that the dephasing gradient
特に、補正用エコーデータ計測部では、上記SE-EPIパルスシーケンスにおいて、位相エンコード方向を第1の方向に設定した第1の予備計測と、位相エンコード方向を第2の方向に設定した第2の予備計測と、を行う。そのため、図2に示す位相エンコード方向Gpの軸は第1の予備計測と第2の予備計測とでは異なる。例えば、MRI装置の実空間座標系(静止座標系)である(X,Y,Z)の3軸方向に関して、図4(a)に示す様に第1の予備計測では、位相エンコード方向GpをX軸方向に、図4(b)に示す様に第2の予備計測では位相エンコード方向GpをY軸方向に、それぞれ設定することができる。オブリーク撮像の場合には、スライス方向Gs、位相エンコード方向Gp、周波数エンコード方向Grが静止座標系(X,Y,Z)内で複雑に回転するために、(Gs,Gp,Gr)と(X,Y,Z)との対応が複雑になる。 In particular, in the correction echo data measurement unit, in the SE-EPI pulse sequence, the first preliminary measurement in which the phase encoding direction is set to the first direction and the second preliminary measurement in which the phase encoding direction is set to the second direction. Perform preliminary measurement. Therefore, the axis in the phase encoding direction Gp shown in FIG. 2 is different between the first preliminary measurement and the second preliminary measurement. For example, regarding the three-axis direction of (X, Y, Z) which is the real space coordinate system (stationary coordinate system) of the MRI apparatus, the phase encoding direction Gp is set in the first preliminary measurement as shown in FIG. In the X-axis direction, as shown in FIG. 4B, in the second preliminary measurement, the phase encoding direction Gp can be set in the Y-axis direction. In the case of oblique imaging, since the slice direction Gs, the phase encoding direction Gp, and the frequency encoding direction Gr rotate in a complicated manner in the stationary coordinate system (X, Y, Z), (Gs, Gp, Gr) and (X , Y, Z) becomes complicated.
以上は、補正用エコーデータ計測部の概要の説明であるが、本実施例の補正用エコーデータ計測部、及び、この補正用エコーデータ計測部で計測されるべき補正用エコーデータの詳細は、特許文献1に記載されており、本実施例の詳細は、この特許文献1に開示された手法を用いるので、詳細な説明は省略する。 The above is a description of the outline of the correction echo data measurement unit, but the details of the correction echo data measurement unit of the present embodiment and the correction echo data to be measured by this correction echo data measurement unit are as follows: Since the method disclosed in Patent Document 1 is used and the method disclosed in Patent Document 1 is used for details of the present embodiment, detailed description thereof is omitted.
次に、デガウスシーケンスの詳細を説明する。デガウスとは、傾斜磁場の印加に基づくMRI装置の構造物に残留する残留磁化をゼロにすることであり、そのためのパルスシーケンスがデガウスシーケンスである。図5にデガウスシーケンスの一例のシーケンスチャートを示す。図5に示すデガウスシーケンスは、MRI装置が印加可能な最大強度の傾斜磁場から振幅が順次減衰し且つ極性が交互に反転する一連の消磁パルス列からなる。このような消磁パルス列を、少なくとも1軸、好ましくは3軸方向のすべてに印加することにより、MRI装置の構造物(例えば永久磁石等の強磁性体)が保持する残留磁化をゼロに戻すことができる。なお、図5では一例として8個のパルスからなる消磁パルス列を示しているが、必要に応じて傾斜磁場パルスの個数および印加時間を変更することができる。なお、図3に示す消磁パルスの詳細は、特許文献3に詳述されているので、これ以上の詳述は省略する。ただし、本実施例のデガウスシーケンスは、図3に示すデガウスシーケンスに限られず、残留磁化をゼロにする機能を有するパルスシーケンスであればいずれも適用可能である。 Next, details of the degauss sequence will be described. Degauss is to make the residual magnetization remaining in the structure of the MRI apparatus based on the application of a gradient magnetic field zero, and the pulse sequence for that purpose is the degauss sequence. FIG. 5 shows a sequence chart of an example of the degauss sequence. The degauss sequence shown in FIG. 5 is composed of a series of degaussing pulse trains in which the amplitude is sequentially attenuated and the polarity is alternately reversed from the gradient magnetic field with the maximum intensity that can be applied by the MRI apparatus. By applying such a demagnetizing pulse train to at least one axis, preferably all three axes, the residual magnetization held by the structure of the MRI apparatus (for example, a ferromagnetic material such as a permanent magnet) can be returned to zero. it can. In FIG. 5, a degaussing pulse train composed of 8 pulses is shown as an example, but the number of gradient magnetic field pulses and the application time can be changed as necessary. Note that details of the degaussing pulse shown in FIG. 3 are described in detail in Patent Document 3, and thus further details are omitted. However, the degauss sequence of the present embodiment is not limited to the degauss sequence shown in FIG. 3, and any pulse sequence having a function of making the residual magnetization zero can be applied.
なお、前述の処理フローでは、第1の予備計測と第2の予備計測との間にデガウスシーケンスを実行する例を説明したが、第2の予備計測と画像用エコー信号計測部の実行との間にもデガウスシーケンスの実行を挿入してもよい。さらに、第1の予備計測と第2の予備計測との間に実行されるデガウスシーケンスと、第2の予備計測と画像用エコー信号計測部の間に実行されるデガウスシーケンスとで、それらの消磁パルス系列を異ならせても良い。例えば、消磁パルス数や、各消磁パルスの振幅や極性を異ならせても良い。第2の予備計測における補正用エコーデータ計測部と画像用エコーデータ計測部とでは位相エンコード方向が同一にされるので、第2の予備計測と画像用エコーデータ計測部との間の磁場環境の変化は、第1の予備計測と第2の予備計測との間よりも少なくなると考えられる。そのため、第2の予備計測と画像用エコーデータ計測部との間に実行されるデガウスシーケンスは、第1の予備計測と第2の予備計測との間に実行されるデガウスシーケンスよりも、消磁パルス数や消磁パルスの振幅を少なくしても良い。 In the above-described processing flow, the example in which the degauss sequence is executed between the first preliminary measurement and the second preliminary measurement has been described. However, the second preliminary measurement and the execution of the image echo signal measuring unit are described. A degauss sequence execution may be inserted between them. Further, a degauss sequence executed between the first preliminary measurement and the second preliminary measurement and a degauss sequence executed between the second preliminary measurement and the image echo signal measurement unit, and degaussing them. The pulse series may be different. For example, the number of degaussing pulses and the amplitude and polarity of each degaussing pulse may be varied. Since the phase encoding direction is the same in the correction echo data measurement unit and the image echo data measurement unit in the second preliminary measurement, the magnetic field environment between the second preliminary measurement and the image echo data measurement unit The change is considered to be less than between the first preliminary measurement and the second preliminary measurement. Therefore, the degauss sequence executed between the second preliminary measurement and the image echo data measurement unit is more demagnetized than the degauss sequence executed between the first preliminary measurement and the second preliminary measurement. The number and amplitude of the demagnetizing pulse may be reduced.
以上説明したように、本実施例のMRI装置によれば、補正用エコーデータ計測部と画像用エコーデータ計測部とで、位相エンコード傾斜磁場以外は略同一のパルスシーケンスを用いるので、いかなる撮像条件であっても、k空間データ歪みを適正に補正できる補正データを取得できる。さらに、少なくとも補正用エコーデータを計測する第1の予備計測と第2の予備計測との間に、MRI装置構造部に残留する残留磁場を消磁するためのデガウスシーケンスを挿入して実行するので、第1の予備計測と第2の予備計測とでそれぞれ計測される補正用エコーデータが同じ磁場環境で計測されることになり、画像用エコーデータ計測部で取得されたk空間データの歪みを適正に補正することが可能になる。さらに、画像用エコーデータ計測部とその前に実行される第2の予備計測における補正用エコーデータ計測部とを同一の位相エンコード方向とすることで、つまり、第2の予備計測で実行される補正用エコーデータ計測部と画像用エコーデータ計測部とで、略同一のパルスシーケンスとすることで、画像用エコーデータ計測部で計測される画像用エコーデータへの影響を最小限にすることができ、画像の画質を向上させることができる。 As described above, according to the MRI apparatus of the present embodiment, the correction echo data measurement unit and the image echo data measurement unit use substantially the same pulse sequence except for the phase encoding gradient magnetic field. Even so, correction data capable of appropriately correcting k-space data distortion can be acquired. Furthermore, since a degauss sequence for demagnetizing the residual magnetic field remaining in the MRI apparatus structure part is inserted and executed at least between the first preliminary measurement and the second preliminary measurement for measuring the correction echo data, The correction echo data measured in the first preliminary measurement and the second preliminary measurement are measured in the same magnetic field environment, and the distortion of the k-space data acquired by the echo data measurement unit for images is appropriate. It becomes possible to correct to. Furthermore, the echo data measurement unit for image and the correction echo data measurement unit in the second preliminary measurement executed before that are set to the same phase encoding direction, that is, executed in the second preliminary measurement. By using substantially the same pulse sequence for the correction echo data measurement unit and the image echo data measurement unit, the influence on the image echo data measured by the image echo data measurement unit can be minimized. Image quality can be improved.
101 被検体、102 静磁場発生磁石、103 傾斜磁場コイル、104 送信RFコイル、105 受信RFコイル、106 信号検出部106、107 信号処理部、108 全体制御部、109 傾斜磁場電源、110 RF送信部、111 計測制御部、112 ベッド、113 表示・操作部、114 演算処理部、115 記憶部
101 subject, 102 static magnetic field generation magnet, 103 gradient magnetic field coil, 104 transmission RF coil, 105 reception RF coil, 106
Claims (5)
前記補正用エコーデータ計測部で計測された補正用エコーデータを用いて、前記画像用エコーデータ計測部で計測されたk空間データの歪み補正を行う演算処理部と、
を備え、
前記計測制御部は、第1の方向を位相エンコード方向として第1の補正用エコーデータを計測する第1の予備計測と、第2の方向を位相エンコード方向として第2の補正用エコーデータを計測する第2の予備計測とで、それぞれ前記補正用エコーデータ計測部を実行し、
前記演算処理部は、前記第1の補正用エコーデータと前記第2の補正用エコーデータとを用いて、前記k空間データの歪み補正を行う磁気共鳴イメージング装置であって、
前記計測制御部は、前記第1の予備計測と前記第2の予備計測との間に、装置構造物に残存する残留磁化を消磁するデガウスシーケンスを実行することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 A measurement control unit that controls measurement of echo data using an imaging sequence including a correction echo data measurement unit and an image echo data measurement unit;
An arithmetic processing unit that performs distortion correction of the k-space data measured by the image echo data measurement unit using the correction echo data measured by the correction echo data measurement unit;
With
The measurement control unit measures the first correction echo data for measuring the first correction echo data with the first direction as the phase encoding direction, and measures the second correction echo data with the second direction as the phase encoding direction. In the second preliminary measurement, the correction echo data measurement unit is executed,
The arithmetic processing unit is a magnetic resonance imaging apparatus that performs distortion correction of the k-space data using the first correction echo data and the second correction echo data.
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the measurement control unit executes a degauss sequence for demagnetizing residual magnetization remaining in the apparatus structure between the first preliminary measurement and the second preliminary measurement.
前記計測制御部は、前記画像用エコーデータ計測部の実行前に前記第2の予備計測を実行し、その際、該第2の予備計測における補正用エコーデータ計測部の位相エンコード方向を、該画像用エコーデータ計測部の位相エンコード方向と同じ方向に設定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1,
The measurement control unit performs the second preliminary measurement before the execution of the image echo data measurement unit, and at this time, the phase encoding direction of the correction echo data measurement unit in the second preliminary measurement is A magnetic resonance imaging apparatus characterized in that it is set in the same direction as the phase encoding direction of the echo data measuring unit for images.
前記計測制御部は、前記第1の予備計測を前記第2の予備計測の前に実行し、その際、該第1の予備計測における補正用エコーデータ計測部の位相エンコード方向と、該第2の予備計測における補正用エコーデータ計測部の位相エンコード方向とを異ならせることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2,
The measurement control unit executes the first preliminary measurement before the second preliminary measurement, and at this time, the phase encoding direction of the correction echo data measuring unit in the first preliminary measurement, and the second The magnetic resonance imaging apparatus is characterized in that the phase encoding direction of the correction echo data measurement unit in the preliminary measurement is different.
前記計測制御部は、前記第2の予備計測と前記画像用エコーデータ計測部との間に、前記デガウスシーケンスを実行することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the measurement control unit executes the degauss sequence between the second preliminary measurement and the image echo data measurement unit.
前記計測制御部は、前記第1の予備計測と前記第2の予備計測との間に実行するデガウスシーケンスと、前記第2の予備計測と前記画像用エコーデータ計測部との間に実行するデガウスシーケンスとを異ならせることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 4,
The measurement control unit includes a degauss sequence executed between the first preliminary measurement and the second preliminary measurement, and a degauss executed between the second preliminary measurement and the image echo data measurement unit. A magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the sequence is different.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015112474A (en) * | 2013-12-06 | 2015-06-22 | 株式会社東芝 | Medical image processing apparatus and magnetic resonance imaging apparatus |
US10591563B2 (en) | 2017-04-21 | 2020-03-17 | Canon Medical Systems Corporation | Magnetic resonance imaging apparatus |
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- 2010-11-04 JP JP2010247218A patent/JP2012095891A/en active Pending
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