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JP2009034152A - Mri apparatus - Google Patents

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JP2009034152A
JP2009034152A JP2007198711A JP2007198711A JP2009034152A JP 2009034152 A JP2009034152 A JP 2009034152A JP 2007198711 A JP2007198711 A JP 2007198711A JP 2007198711 A JP2007198711 A JP 2007198711A JP 2009034152 A JP2009034152 A JP 2009034152A
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JP
Japan
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frequency
pulse
resonance frequency
tissue
spectrum
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007198711A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kusahara
博志 草原
Masahito Ikedo
雅人 池戸
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.)
Toshiba Corp
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Medical Systems Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2007198711A priority Critical patent/JP2009034152A/en
Publication of JP2009034152A publication Critical patent/JP2009034152A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately set the center frequency of RF pulses to be used for MRI scans. <P>SOLUTION: A transmission/receiving part 3 irradiates a region to be scanned with 90-degree pulses and 180-degree pulses and collects MR signals after irradiating the region to be scanned with saturation pulses for inhibiting MR signals from the fat tissue and IR pulses (inversion recovery pulses) for inhibiting MR signals from a medical silicone as prepulses according to sequence control signals outputted from a sequence control part 92 in setting the center frequency of the RF pulses used for the MRI scans of a subject with the medical silicone inserted into the region to be scanned. On the other hand, a resonance frequency detection parts 5 detects the resonance frequency of the hydrogen atom nuclear spin in the water tissue by measuring the frequency (the peak frequency) with the maximum amplitude in the frequency spectrum of the MR signals, and a center frequency setting part 81 of an input part 8 sets the center frequency of the RF pulses based on the detected resonance frequency. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はMRI装置に係り、特に、医療用シリコーン等が体内に挿入された被検体に対しても良質な画像データの生成を可能にするMRI装置に関する。   The present invention relates to an MRI apparatus, and more particularly to an MRI apparatus that enables generation of high-quality image data even for a subject in which medical silicone or the like is inserted into the body.

磁気共鳴イメージング法(MRI)は、静磁場強度に対応したラーモア周波数をもつ励起パルス(RFパルス)によって励起された静磁場中の被検体組織における水素原子核スピンが元の状態に回復する過程で発生するMR信号を再構成処理して画像データを生成するイメージング法である。   Magnetic Resonance Imaging (MRI) occurs in the process of restoring the hydrogen nuclear spins in the subject tissue in a static magnetic field excited by an excitation pulse (RF pulse) having a Larmor frequency corresponding to the static magnetic field intensity. This is an imaging method for generating image data by reconstructing MR signals to be processed.

そして、上述のイメージング法を可能とするMRI装置は、解剖学的診断情報のみならず生化学的情報や機能診断情報など多くの診断情報を得ることができるため、今日の画像診断の分野では不可欠なものとなっている。   An MRI apparatus that enables the above-described imaging method can obtain a lot of diagnostic information such as biochemical information and functional diagnostic information as well as anatomical diagnostic information. Therefore, it is indispensable in the field of diagnostic imaging today. It has become a thing.

MRI装置を用いた検査(MRI撮影)では、通常、生体組織を構成する水組織から発生するMR信号(即ち、水組織における水素原子核スピンの共鳴に起因したMR信号)と脂肪組織から発生するMR信号が混在して収集され、例えば、水組織からのMR信号によって画像データを生成する場合、脂肪組織から発生するMR信号の混入により良質な画像データの生成が困難となる場合がある。   In an examination using an MRI apparatus (MRI imaging), an MR signal generated from a water tissue constituting a living tissue (that is, an MR signal resulting from resonance of a hydrogen nuclear spin in the water tissue) and an MR signal generated from a fat tissue are usually used. For example, when image data is generated using MR signals from water tissue, it may be difficult to generate high-quality image data due to mixing of MR signals generated from adipose tissue.

このような問題に対して、水組織の水素原子核スピンが有する縦緩和時間と脂肪組織の水素原子核スピンが有する縦緩和時間が異なることを利用した反転回復法(IR:Inversion Recovery)法あるいは水組織の水素原子核スピンの共鳴周波数と脂肪組織の水素原子核スピンの共鳴周波数が異なることを利用した化学飽和法(CHESS:Chemical Shift Selective)等を適用して脂肪組織から発生するMR信号を抑制する方法が開発されている。   In order to solve this problem, the Inversion Recovery (IR) method or the water structure using the difference between the longitudinal relaxation time of the hydrogen nucleus spin of the water tissue and the longitudinal relaxation time of the hydrogen nucleus spin of the adipose tissue Is a method of suppressing MR signals generated from adipose tissue by applying a chemical saturation method (CHESS: Chemical Shift Selective) utilizing the fact that the resonance frequency of the hydrogen nucleus spin of the fat is different from the resonance frequency of the hydrogen nucleus spin of the adipose tissue. Has been developed.

一方、豊胸術等によって体内に医療用シリコーン等の医療材料が注入された被検体に対するMRI撮影では、更に、医療用シリコーンから発生する強力なMR信号が収集され、しかも、医療用シリコーンに含まれる水素原子核スピンの縦緩和時間及び共鳴周波数は脂肪組織に含まれる水素原子核スピンの縦緩和時間及び共鳴周波数と異なるため、上述の反転回復法や化学飽和法によって医療用シリコーンから発生するMR信号と脂肪組織から発生するMR信号を同時に抑制することは不可能である。このため、医療用シリコーンにおける水素原子核スピンの共鳴周波数を中心周波数とするRFパルスと脂肪組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を中心周波数とするRFパルスを時系列的あるいは同時に照射してこれらの水素原子核スピンを飽和させることにより医療用シリコーン及び脂肪組織から発生するMR信号を抑制する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2000−5142号公報
On the other hand, in MRI imaging of a subject in which medical material such as medical silicone is injected into the body by breast augmentation etc., powerful MR signals generated from medical silicone are further collected and included in medical silicone Since the longitudinal relaxation time and resonance frequency of the hydrogen nuclear spins are different from the longitudinal relaxation time and resonance frequency of the hydrogen nuclear spins contained in the adipose tissue, the MR signal generated from the medical silicone by the inversion recovery method and the chemical saturation method described above is used. It is impossible to simultaneously suppress MR signals generated from adipose tissue. Therefore, these hydrogen nuclei are irradiated in time series or simultaneously with an RF pulse centered on the resonance frequency of hydrogen nucleus spin in medical silicone and an RF pulse centered on the resonance frequency of hydrogen nucleus spin in adipose tissue. A method of suppressing MR signals generated from medical silicone and adipose tissue by saturating spin has been proposed (for example, see Patent Document 1).
JP 2000-5142 A

ところで、MRI撮影に用いられるRFパルスの中心周波数は、静磁場強度に基づいて決定される所望生体組織(例えば水組織)のラーモア周波数に基づいて設定され、この中心周波数の設定は静磁場強度の補正(シミング)と共に撮影準備段階において行なわれる。例えば、MRI撮影に先立って行なわれるシミングによって均一な静磁場が形成されたガントリの撮影野に当該被検体の撮影対象部位を配置し、この撮影対象部位に対し暫定的に設定された標準中心周波数を有するRFパルスを照射してMR信号を収集する。そして、得られたMR信号を周波数分析することによって水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を検出し、この共鳴周波数に基づいて前記撮影対象部位における水組織のMRI撮影に好適なRFパルスの中心周波数を設定している。   By the way, the center frequency of the RF pulse used for MRI imaging is set based on the Larmor frequency of a desired living tissue (for example, water tissue) determined based on the static magnetic field strength, and this center frequency is set based on the static magnetic field strength. This is performed in the shooting preparation stage together with correction (shimming). For example, an imaging target region of the subject is arranged in an imaging field of a gantry in which a uniform static magnetic field is formed by shimming performed before MRI imaging, and a standard center frequency temporarily set for the imaging target region The MR signal is collected by irradiating an RF pulse having. Then, by analyzing the frequency of the obtained MR signal, the resonance frequency of the hydrogen nuclear spin in the water tissue is detected, and based on this resonance frequency, the center frequency of the RF pulse suitable for MRI imaging of the water tissue in the region to be imaged Is set.

しかしながら、医療用シリコーンが挿入された被検体に対するMRI撮影では、既に述べたように、生体組織を構成する水組織及び脂肪組織から発生するMR信号と医療用シリコーンから発生するMR信号は混在して収集され、特に、医療用シリコーンから発生するMR信号の振幅やパワーは水組織から発生するMR信号と比較して大きい。このため、医療用シリコーンや脂肪組織から発生するMR信号に対応した周波数スペクトラム成分に妨げられて水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を正確に検出することが困難となり、RFパルスの中心周波数を正確に設定することができないという問題点を有していた。   However, in MRI imaging of a subject into which medical silicone is inserted, as already described, MR signals generated from water tissue and adipose tissue constituting a living tissue and MR signals generated from medical silicone are mixed. In particular, the amplitude and power of the MR signal generated from the medical silicone is larger than that of the MR signal generated from the water tissue. For this reason, it becomes difficult to accurately detect the resonance frequency of the hydrogen nuclear spin in the water tissue due to the frequency spectrum component corresponding to the MR signal generated from medical silicone or adipose tissue, and the center frequency of the RF pulse is accurately determined. Had the problem that it could not be set.

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、医療用シリコーン等の医療材料が体内に挿入された被検体に対してもRFパルスの中心周波数を正確に設定することが可能なMRI装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to accurately set the center frequency of an RF pulse for a subject into which a medical material such as medical silicone is inserted. An object of the present invention is to provide an MRI apparatus capable of this.

上記課題を解決するために、請求項1に係る本発明のMRI装置は、医療用材料が撮影対象部位に挿入された被検体の所望組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を検出し、この共鳴周波数に基づいて設定された中心周波数を有するRFパルスを用いて前記被検体の撮影対象部位に対するMRI撮影を行なうMRI装置において、前記所望組織と異なる組織から発生するMR信号を抑制する第1の抑制パルスと前記医療用材料から発生するMR信号を抑制する第2の抑制パルスをプリパルスとした共鳴周波数計測用パルスシーケンスに基づいて前記撮影対象部位からのMR信号を収集する送受信手段と、得られたMR信号の周波数スペクトラムにおいてその大きさが最大となるピーク周波数を計測することによって前記所望組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を検出する共鳴周波数検出手段と、前記共鳴周波数に基づいて前記撮影対象部位に対するMRI撮影に使用するRFパルスの中心周波数を設定する中心周波数設定手段とを備えたことを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problem, the MRI apparatus of the present invention according to claim 1 detects a resonance frequency of a hydrogen nuclear spin in a desired tissue of a subject in which a medical material is inserted into a region to be imaged, and this resonance frequency. In the MRI apparatus for performing MRI imaging on the imaging target region of the subject using an RF pulse having a center frequency set based on the first suppression pulse for suppressing MR signals generated from a tissue different from the desired tissue Transmitting and receiving means for collecting MR signals from the region to be imaged based on a resonance frequency measurement pulse sequence using a second suppression pulse for suppressing MR signals generated from the medical material as a pre-pulse, and the obtained MR In the desired tissue by measuring the peak frequency that is the largest in the frequency spectrum of the signal Resonance frequency detection means for detecting the resonance frequency of elementary nuclear spins, and center frequency setting means for setting the center frequency of an RF pulse used for MRI imaging of the imaging region based on the resonance frequency It is said.

本発明によれば、医療用シリコーン等の医療材料が体内に挿入された被検体に対してもRFパルスの中心周波数を正確に設定することが可能となる。このため、S/Nに優れた良質な画像データを効率よく生成することができ、診断精度と検査効率が向上する。   According to the present invention, it is possible to accurately set the center frequency of an RF pulse even for a subject into which a medical material such as medical silicone is inserted. For this reason, high-quality image data excellent in S / N can be efficiently generated, and diagnostic accuracy and inspection efficiency are improved.

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

以下に述べる本発明の実施例では、医療用シリコーンが撮影対象部位に挿入された被検体のMRI撮影に使用するRFパルスの中心周波数を設定する際、脂肪組織から発生するMR信号を抑制する飽和パルスと医療用シリコーンから発生するMR信号を抑制するIRパルス(反転回復パルス)をプリパルスとして前記撮影対象部位に照射した後90度パルス及び180度パルスを照射することによってMR信号の収集を行なう。そして、このMR信号の周波数スペクトラムにおいてその振幅が最大となる周波数(ピーク周波数)を計測することにより水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を検出し、この共鳴周波数に基づいてRFパルスの中心周波数を設定する。   In an embodiment of the present invention to be described below, when medical silicone sets the center frequency of an RF pulse used for MRI imaging of a subject inserted in a region to be imaged, saturation is suppressed to suppress MR signals generated from adipose tissue. MR signals are collected by irradiating the imaging target region with an IR pulse (inversion recovery pulse) that suppresses the MR signal generated from the pulse and medical silicone as a pre-pulse, and then irradiating with a 90-degree pulse and a 180-degree pulse. Then, the resonance frequency of the hydrogen nuclear spin in the water tissue is detected by measuring the frequency (peak frequency) at which the amplitude is maximum in the frequency spectrum of the MR signal, and the center frequency of the RF pulse is determined based on this resonance frequency. Set.

尚、以下では、90度パルス及び180度パルスを用いた所謂SE(Spin Echo)法によって当該被検体の撮影対象部位から発生するMR信号を収集する場合について述べるが、これに限定されるものではなく、FE(Field Echo)法やEPI(Echo Planar Imaging)法等の他の方法であっても構わない。   In the following, a case where MR signals generated from the imaging target region of the subject are collected by the so-called SE (Spin Echo) method using 90 degree pulses and 180 degree pulses will be described, but the present invention is not limited to this. Alternatively, other methods such as an FE (Field Echo) method and an EPI (Echo Planar Imaging) method may be used.

(装置の構成)
本発明の実施例におけるMRI装置の構成につき図1及び図2を用いて説明する。尚、図1は、本実施例におけるMRI装置の全体構成を示すブロック図であり、図2は、このMRI装置が備える共鳴周波数検出部の機能ブロック図である。
(Device configuration)
The configuration of the MRI apparatus in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the MRI apparatus in the present embodiment, and FIG. 2 is a functional block diagram of a resonance frequency detector provided in the MRI apparatus.

図1に示したMRI装置100は、被検体150に対して静磁場を発生する静磁場発生部1及び傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生部2と、被検体150に対してRFパルスの照射とMR信号の受信を行なう送受信部3と、被検体150を載置する天板4と、送受信部3から供給されるMR信号に基づいて水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を検出する共鳴周波数検出部5を備えている。   The MRI apparatus 100 shown in FIG. 1 includes a static magnetic field generation unit 1 that generates a static magnetic field for a subject 150, a gradient magnetic field generation unit 2 that generates a gradient magnetic field, and irradiation of an RF pulse to the subject 150. Resonance frequency detection for detecting the resonance frequency of the hydrogen nuclear spin in the water tissue based on the MR signal supplied from the transmitter / receiver 3 that receives the MR signal, the top plate 4 on which the subject 150 is placed, and the MR signal supplied from the transmitter / receiver 3 Part 5 is provided.

更に、MRI装置100は、送受信部3において受信されたMR信号を再構成処理して画像データを生成する画像データ生成部6と、共鳴周波数検出部5において計測されるMR信号の周波数スペクトラムや画像データ生成部6において生成される画像データを表示する表示部7と、MR信号収集条件、画像データ生成条件及び画像データ表示条件の設定、RFパルス中心周波数の設定、シミング条件の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部8と、MRI装置100における上述の各ユニットを統括的に制御する制御部9を備えている。   Further, the MRI apparatus 100 includes an image data generation unit 6 that reconstructs the MR signal received by the transmission / reception unit 3 to generate image data, and the frequency spectrum and image of the MR signal measured by the resonance frequency detection unit 5. A display unit 7 for displaying image data generated by the data generation unit 6, an MR signal acquisition condition, an image data generation condition and an image data display condition setting, an RF pulse center frequency setting, a shimming condition setting, An input unit 8 for inputting various command signals and the like, and a control unit 9 for comprehensively controlling each unit in the MRI apparatus 100 are provided.

静磁場発生部1は、常伝導磁石あるいは超電導磁石等によって構成される主磁石11と、この主磁石11の内面に沿って配列された複数のコイルによって構成されるシムコイル12と、主磁石11及びシムコイル12を駆動するための静磁場電源13及びシムコイル電源14を備えている。そして、静磁場電源13は、主磁石11に対して所定の電流を供給することにより図示しないガントリの撮影野に配置された被検体150に対して強力な静磁場を形成し、シムコイル電源14は、シムコイル12に対し補正用の電流を供給することによって主磁石11及び静磁場電源13が形成した静磁場の不均一性を補正する。尚、上述の主磁石11は、永久磁石によって構成されていてもよい。   The static magnetic field generator 1 includes a main magnet 11 constituted by a normal conducting magnet or a superconducting magnet, a shim coil 12 constituted by a plurality of coils arranged along the inner surface of the main magnet 11, a main magnet 11 and A static magnetic field power source 13 and a shim coil power source 14 for driving the shim coil 12 are provided. The static magnetic field power supply 13 forms a strong static magnetic field with respect to the subject 150 arranged in the imaging field of the gantry (not shown) by supplying a predetermined current to the main magnet 11, and the shim coil power supply 14 By supplying a correction current to the shim coil 12, the nonuniformity of the static magnetic field formed by the main magnet 11 and the static magnetic field power supply 13 is corrected. In addition, the above-mentioned main magnet 11 may be comprised with the permanent magnet.

一方、傾斜磁場発生部2は、互いに直交するX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に対して傾斜磁場を形成する傾斜磁場コイル21と、傾斜磁場コイル21の各々に対してパルス電流を供給する傾斜磁場電源22を備えている。   On the other hand, the gradient magnetic field generator 2 supplies a pulse current to each of the gradient magnetic field coil 21 that forms a gradient magnetic field in the X axis direction, the Y axis direction, and the Z axis direction orthogonal to each other, and the gradient magnetic field coil 21. A gradient magnetic field power source 22 is provided.

傾斜磁場電源22は、制御部9から供給されるシーケンス制御信号に基づいて被検体150が置かれた撮影野に対し符号化を行なう。即ち、傾斜磁場電源22は、シーケンス制御信号に基づいてX軸方向,Y軸方向及びZ軸方向の傾斜磁場コイル21に供給するパルス電流を制御することにより各々の方向に対して傾斜磁場を形成する。そして、X軸方向,Y軸方向及びZ軸方向の傾斜磁場は合成されて互いに直交するスライス選択傾斜磁場Gs、位相エンコード傾斜磁場Ge及び読み出し(周波数エンコード)傾斜磁場Grが所望の方向に形成され、これらの傾斜磁場は、主磁石11及びシムコイル12によって形成された静磁場に重畳されて被検体150に印加される。   The gradient magnetic field power source 22 encodes the imaging field in which the subject 150 is placed based on the sequence control signal supplied from the control unit 9. That is, the gradient magnetic field power source 22 controls the pulse current supplied to the gradient magnetic field coils 21 in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction based on the sequence control signal, thereby forming a gradient magnetic field in each direction. To do. The gradient magnetic fields in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are combined to form a slice selection gradient magnetic field Gs, a phase encode gradient magnetic field Ge, and a readout (frequency encode) gradient magnetic field Gr that are orthogonal to each other. These gradient magnetic fields are superimposed on the static magnetic field formed by the main magnet 11 and the shim coil 12 and applied to the subject 150.

次に、送受信部3は、被検体150に対してRFパルスを照射する送信コイル31及び送信部32と、被検体150にて発生したMR信号を受信する受信コイル33及び受信部34を有している。但し、送信コイル31の機能と受信コイル33の機能を1つのコイルで兼ね備えた送受信コイルを用いてもよい。   Next, the transmission / reception unit 3 includes a transmission coil 31 and a transmission unit 32 that irradiate the subject 150 with RF pulses, and a reception coil 33 and a reception unit 34 that receive MR signals generated by the subject 150. ing. However, a transmission / reception coil having the function of the transmission coil 31 and the function of the reception coil 33 in one coil may be used.

送信部32は、制御部9の後述するシーケンス制御部92から供給されたシーケンス制御信号に基づき、主磁石11の静磁場強度によって決定される磁気共鳴周波数(ラーモア周波数)と同じ周波数の搬送波を有し所定の選択励起波形で変調されたパルス電流を生成する。   The transmission unit 32 has a carrier wave having the same frequency as the magnetic resonance frequency (Larmor frequency) determined by the static magnetic field strength of the main magnet 11 based on a sequence control signal supplied from a sequence control unit 92 described later of the control unit 9. Then, a pulse current modulated with a predetermined selective excitation waveform is generated.

即ち、撮影準備段階における送信部32は、医療用シリコーンが挿入された生体組織に対して予め設定された標準周波数スペクトラム(後述の図4(a)参照)に基づき、この標準周波数スペクトラムにおける水組織の水素原子核スピン共鳴周波数f0wを中心周波数とし所定の周波数帯域Δf0wを有するパルス電流を生成する。又、MRI撮影段階における送信部32は、撮影準備段階において共鳴周波数検出部5が検出した水組織の水素原子核スピン共鳴周波数fxw(後述の図3(b)参照)を中心周波数とし周波数帯域Δfxw(例えば、Δfxw=Δf0w)を有するパルス電流を生成する。   That is, the transmission unit 32 in the imaging preparation stage is based on a standard frequency spectrum (see FIG. 4A to be described later) set in advance for a biological tissue in which medical silicone is inserted. A pulse current having a predetermined frequency band Δf0w with a hydrogen nuclear spin resonance frequency f0w as a center frequency is generated. In addition, the transmission unit 32 in the MRI imaging stage uses the hydrogen nuclear spin resonance frequency fxw (see FIG. 3B described later) of the water tissue detected by the resonance frequency detection unit 5 in the imaging preparation stage as the center frequency, and the frequency band Δfxw ( For example, a pulse current having Δfxw = Δf0w) is generated.

送信コイル31は、撮影準備段階及びMRI撮影段階において送信部32から供給される上述のパルス電流によって駆動され、被検体150の撮影対象部位に対してRFパルスを照射する。一方、受信コイル33は、前記RFパルスの照射により被検体150の撮影対象部位から発生したMR信号を高感度で検出するために小口径のコイルが複数個(N個)配列された所謂アレイコイルによって構成されている。   The transmission coil 31 is driven by the above-described pulse current supplied from the transmission unit 32 in the imaging preparation stage and the MRI imaging stage, and irradiates the imaging target region of the subject 150 with an RF pulse. On the other hand, the receiving coil 33 is a so-called array coil in which a plurality of (N) small-diameter coils are arranged in order to detect with high sensitivity MR signals generated from the imaging target portion of the subject 150 by the irradiation of the RF pulse. It is constituted by.

受信部34は、図示しないNチャンネルの増幅回路、中間周波変換回路、検波回路、フィルタリング回路及びA/D変換器を備え、受信コイル33が検出した微小なMR信号に対して増幅、中間周波変換、位相検波、フィルタリング等の信号処理を行なった後A/D変換する。但し、前記増幅回路は、受信コイル33が検出したMR信号を高S/Nで増幅するために、通常、受信コイル33の近傍に設置されている。   The receiving unit 34 includes an N channel amplification circuit, an intermediate frequency conversion circuit, a detection circuit, a filtering circuit, and an A / D converter (not shown), and amplifies and intermediate frequency conversion of a minute MR signal detected by the reception coil 33. A / D conversion is performed after signal processing such as phase detection and filtering. However, the amplifying circuit is normally installed in the vicinity of the receiving coil 33 in order to amplify the MR signal detected by the receiving coil 33 with high S / N.

そして、上述の主磁石11、シムコイル12、傾斜磁場コイル21、送信コイル31及び受信コイル33は、MRI装置100の図示しないガントリに設けられ、このガントリの中央部には撮影野が形成される。即ち、ガントリの中心には天板4と共に被検体150が挿入される撮影野が設けられ、この撮影野の周囲には受信コイル33、送信コイル31、傾斜磁場コイル21、シムコイル12及び主磁石11がZ軸を共軸として同心円状に配置されている。   The main magnet 11, the shim coil 12, the gradient magnetic field coil 21, the transmission coil 31, and the reception coil 33 are provided in a gantry (not shown) of the MRI apparatus 100, and an imaging field is formed at the center of the gantry. That is, an imaging field in which the subject 150 is inserted together with the top 4 is provided at the center of the gantry, and around the imaging field, the reception coil 33, the transmission coil 31, the gradient magnetic field coil 21, the shim coil 12, and the main magnet 11 are provided. Are arranged concentrically around the Z axis.

次に、天板4は、ガントリの近傍に設置された図示しない寝台の上面においてZ軸方向にスライド自在に取り付けられ、天板4に載置された被検体150を体軸方向(Z軸方向)に移動することにより被検体150の撮影対象部位を撮影野の所望位置に設定する。この場合、撮影対象部位が撮影野の近傍に設けられた受信コイル33に対向するように天板4の移動が図示しない天板移動機構部及び天板移動制御部によって制御される。   Next, the top plate 4 is slidably mounted in the Z-axis direction on the upper surface of a bed (not shown) installed in the vicinity of the gantry, and the subject 150 placed on the top plate 4 is moved in the body axis direction (Z-axis direction). ) To set the imaging target region of the subject 150 at a desired position in the imaging field. In this case, the movement of the top plate 4 is controlled by a top plate moving mechanism unit and a top plate movement control unit (not shown) so that the imaging target part faces the receiving coil 33 provided in the vicinity of the imaging field.

次に、MRI撮影におけるRFパルス中心周波数の設定を目的として、当該被検体150の水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を検出する共鳴周波数検出部5につき図2に示した機能ブロック図を用いて説明する。   Next, for the purpose of setting the RF pulse center frequency in MRI imaging, the function block diagram shown in FIG. 2 is used for the resonance frequency detector 5 that detects the resonance frequency of the hydrogen nuclear spin in the water tissue of the subject 150. explain.

この共鳴周波数検出部5は、後述の共鳴周波数計測用パルスシーケンスに基づいて収集されるMR信号を周波数分析して周波数スペクトラムを生成する周波数分析部51と、得られた周波数スペクトラムをフィルタリング処理によって平滑化するフィルタリング処理部52と、フィルタリング処理された周波数スペクトラムにおいてその振幅値あるいはパワー値が最大となる周波数(以下では、この周波数をピーク周波数と呼ぶ。)を水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数として検出するピーク周波数検出部53を備え、更に、医療用シリコーンが挿入された生体組織に共鳴周波数計測用パルスシーケンスを適用した場合の標準周波数スペクトラムが予め保管されている標準スペクトラム保管部54と、ピーク周波数検出部53から供給される当該被検体150の周波数スペクトラムと標準スペクトラム保管部54から読み出した標準周波数スペクトラムを合成するスペクトラム合成部55を備えている。   The resonance frequency detection unit 5 performs frequency analysis on MR signals collected based on a resonance frequency measurement pulse sequence described later to generate a frequency spectrum, and smoothes the obtained frequency spectrum by filtering processing. And the frequency at which the amplitude value or power value becomes maximum in the filtered frequency spectrum (hereinafter, this frequency is referred to as a peak frequency) as the resonance frequency of the hydrogen nuclear spin in the water tissue. A standard frequency storage unit 54 that includes a peak frequency detection unit 53 for detecting, and further stores a standard frequency spectrum in advance when a pulse sequence for resonance frequency measurement is applied to a living tissue in which medical silicone is inserted; From the frequency detector 53 And a spectrum combining unit 55 for combining the standard frequency spectrum read from the frequency spectrum and the standard spectrum storage section 54 of the subject 150 to be fed.

次に、水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数検出方法につき図3を用いて説明する。尚、図3(a)は、共鳴周波数検出部5の周波数分析部51によって生成されたMR信号の周波数スペクトラム、図3(b)は、フィルタリング処理部52によって平滑化された周波数スペクトラム、更に、図3(c)は、平滑化された周波数スペクトラムに対する微分演算によって算出された1次導関数を示している。   Next, a method for detecting the resonance frequency of the hydrogen nuclear spin in the water tissue will be described with reference to FIG. 3A shows the frequency spectrum of the MR signal generated by the frequency analysis unit 51 of the resonance frequency detection unit 5, FIG. 3B shows the frequency spectrum smoothed by the filtering processing unit 52, and FIG. 3 (c) shows the first derivative calculated by the differential operation on the smoothed frequency spectrum.

撮影準備段階における後述の共鳴周波数計測用パルスシーケンスによって収集され送受信部3の受信部34を介して共鳴周波数検出部5へ供給されたMR信号の周波数スペクトラムには、図3(a)及び図3(b)に示すように、共鳴周波数fxwを有する水組織の水素原子核スピンに起因したMR信号の周波数スペクトラム成分Sw、共鳴周波数fxfを有する脂肪組織の水素原子核スピンに起因したMR信号の周波数スペクトラム成分Sf及び共鳴周波数fxsを有する医療用シリコーンの水素原子核スピンに起因したMR信号の周波数スペクトラム成分Ssが含まれている。   The frequency spectrum of the MR signal collected by the later-described resonance frequency measurement pulse sequence in the imaging preparation stage and supplied to the resonance frequency detection unit 5 via the reception unit 34 of the transmission / reception unit 3 includes FIGS. As shown in (b), the frequency spectrum component Sw of the MR signal caused by the hydrogen nucleus spin of the water tissue having the resonance frequency fxw, and the frequency spectrum component of the MR signal caused by the hydrogen nucleus spin of the fat tissue having the resonance frequency fxf. The frequency spectrum component Ss of the MR signal due to the hydrogen nucleus spin of the medical silicone having Sf and the resonance frequency fxs is included.

そして、共鳴周波数計測用パルスシーケンスを適用して脂肪組織及び医療用シリコーンから発生するMR信号を抑制することにより、水組織から発生するMR信号の周波数スペクトラム成分Swにおける極大値Awは、脂肪組織から発生するMR信号の周波数スペクトラム成分Sfにおける極大値Af及び医療用シリコーンから発生するMR信号の周波数スペクトラム成分Ssにおける極大値Asより大きな値を示す。従って、共鳴周波数検出部5のピーク周波数検出部53は、フィルタリング処理部52によって平滑化処理された周波数スペクトラムの振幅値あるいはパワー値が最大となるピーク周波数を計測することにより水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数fxwを検出することが可能となる。   Then, by applying the resonance frequency measurement pulse sequence to suppress the MR signal generated from the fat tissue and medical silicone, the maximum value Aw in the frequency spectrum component Sw of the MR signal generated from the water tissue is obtained from the fat tissue. The maximum value Af in the frequency spectrum component Sf of the generated MR signal and the maximum value As in the frequency spectrum component Ss of the MR signal generated from medical silicone are shown. Therefore, the peak frequency detection unit 53 of the resonance frequency detection unit 5 measures the peak frequency at which the amplitude value or power value of the frequency spectrum smoothed by the filtering processing unit 52 is maximized, thereby measuring the hydrogen nuclear spin in the water tissue. It is possible to detect the resonance frequency fxw.

更に、水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数fxwを更に精度よく検出する場合、フィルタリング処理部52は、図3(b)に示した平滑化処理後の周波数スペクトラムを微分処理して図3(c)に示す1次導関数を算出し、ピーク周波数検出部53は、この1次導関数が左上から右下に向って周波数軸と交叉する周波数(ゼロクロス周波数)を計測することによって共鳴周波数fxwを検出する。例えば、図3(c)の1次導関数にて計測された複数のゼロクロス周波数の中から上述のピーク周波数に最も近いゼロクロス周波数を抽出することにより共鳴周波数fxwを正確に検出することができる。   Further, when the resonance frequency fxw of the hydrogen nucleus spin in the water tissue is detected with higher accuracy, the filtering processing unit 52 performs a differentiation process on the frequency spectrum after the smoothing process shown in FIG. ) And the peak frequency detector 53 determines the resonance frequency fxw by measuring the frequency (zero cross frequency) at which the first derivative crosses the frequency axis from the upper left to the lower right. To detect. For example, the resonance frequency fxw can be accurately detected by extracting the zero cross frequency closest to the above-described peak frequency from among the plurality of zero cross frequencies measured by the first derivative of FIG.

次に、スペクトラム合成部55による上述の周波数スペクトラムと予め保管された標準周波数スペクトラムとの合成による共鳴周波数fxwの確認方法につき図4を用いて説明する。   Next, a method for confirming the resonance frequency fxw by combining the above-described frequency spectrum with the standard frequency spectrum stored in advance by the spectrum combining unit 55 will be described with reference to FIG.

図4(a)は、医療用シリコーンが挿入された生体組織に対して共鳴周波数計測用パルスシーケンスが適用された場合の標準周波数スペクトラムを示しており、水組織、脂肪組織及び医療用シリコーンの各々における水素原子核スピンの共鳴周波数f0w、f0f及びf0sにおいて極大値を有している。尚、水組織の共鳴周波数f0wを基準(0ppm)とした場合、脂肪組織及び医療用シリコーンの共鳴周波数f0f及びf0sは、通常、−3.5ppm及び−5.0ppmだけシフトしており、このシフト量の割合は水組織における共鳴周波数f0wの変化にあまり依存しないことが知られている。   FIG. 4 (a) shows a standard frequency spectrum when a resonance frequency measurement pulse sequence is applied to a living tissue in which medical silicone is inserted. Each of water tissue, fatty tissue, and medical silicone is shown in FIG. At the resonance frequencies f0w, f0f, and f0s of the hydrogen nuclear spin at. When the resonance frequency f0w of the water tissue is used as a reference (0 ppm), the resonance frequencies f0f and f0s of the adipose tissue and the medical silicone are usually shifted by −3.5 ppm and −5.0 ppm. It is known that the amount ratio does not depend much on the change of the resonance frequency f0w in the water tissue.

一方、図4(b)は、スペクトラム合成部55によって合成された上述の標準周波数スペクトラム(破線)及び平滑化処理後の周波数スペクトラム(実線)を示しており、ピーク周波数検出部53によって検出されたピーク周波数と標準周波数スペクトラムにおける水組織の共鳴周波数f0wとを一致させて生成した合成周波数スペクトラムは後述する表示部7のモニタに表示される。   On the other hand, FIG. 4B shows the above-described standard frequency spectrum (broken line) synthesized by the spectrum synthesizing unit 55 and the frequency spectrum (solid line) after the smoothing process, which are detected by the peak frequency detecting unit 53. A synthesized frequency spectrum generated by matching the peak frequency with the resonance frequency f0w of the water tissue in the standard frequency spectrum is displayed on the monitor of the display unit 7 described later.

そして、表示部7において前記合成周波数スペクトラムを観察した操作者は、標準周波数スペクトラムにおける脂肪組織の共鳴周波数f0f及び医療用シリコーンの共鳴周波数f0sの近傍に周波数スペクトラムにおける脂肪組織の共鳴周波数fxf及び医療用シリコーンの共鳴周波数fxsの成分が存在していることを確認することにより、ピーク周波数検出部53が検出したピーク周波数が水組織の共鳴周波数fxwであることを判定し、この共鳴周波数fxwに基づいてMRI撮影におけるRFパルスの中心周波数に設定する。   Then, the operator who observes the synthetic frequency spectrum on the display unit 7 has the fat tissue resonance frequency fxf and the medical frequency in the frequency spectrum near the resonance frequency f0f of the fat tissue and the resonance frequency f0s of the medical silicone in the standard frequency spectrum. By confirming that the component of the resonance frequency fxs of silicone exists, it is determined that the peak frequency detected by the peak frequency detection unit 53 is the resonance frequency fxw of the water tissue, and based on this resonance frequency fxw The center frequency of the RF pulse in MRI imaging is set.

図1へ戻って、画像データ生成部6は、MR信号記憶部61、高速演算部62及び画像データ記憶部63を備え、MR信号記憶部61には、送受信部3の受信部34によって中間周波変換、位相検波、更には、A/D変換されたNチャンネルのMR信号が制御部9の主制御部91あるいはシーケンス制御部92から供給される撮影位置情報と共に順次保存される。   Returning to FIG. 1, the image data generation unit 6 includes an MR signal storage unit 61, a high-speed calculation unit 62, and an image data storage unit 63. The MR signal storage unit 61 receives an intermediate frequency signal by the reception unit 34 of the transmission / reception unit 3. N-channel MR signals subjected to conversion, phase detection, and A / D conversion are sequentially stored together with imaging position information supplied from the main control unit 91 or sequence control unit 92 of the control unit 9.

一方、高速演算部62は、MR信号記憶部61に一旦保存されたMR信号と撮影位置情報を読み出し、2次元フーリエ変換による画像再構成処理を行なって画像データを生成する。そして、得られた画像データは画像データ記憶部63に保存される。但し、上述の実施例における高速演算部62は、受信部34から供給される2次元的なMR信号を再構成処理して2次元画像データを生成する場合について述べたが、受信部34から供給される3次元的なMR信号に対し3次元フーリエ変換による再構成処理を行なってボリュームデータ(3次元データ)を生成し、このボリュームデータに基づいて3次元画像データやMPR画像データを生成してもよい。この場合、高速演算部62は、例えば、ボリュームデータをレンダリング処理してボリュームレンダリング画像データあるいはサーフェィスレンダリング画像データを生成する機能や前記ボリュームデータの所望スライス断面におけるMPR(Multi Planar Reconstruction)画像データを生成する機能を有している。   On the other hand, the high-speed calculation unit 62 reads the MR signal and imaging position information once stored in the MR signal storage unit 61, and performs image reconstruction processing by two-dimensional Fourier transform to generate image data. The obtained image data is stored in the image data storage unit 63. However, although the high-speed calculation unit 62 in the above-described embodiment has described the case where the two-dimensional MR signal supplied from the reception unit 34 is reconstructed to generate two-dimensional image data, the high-speed calculation unit 62 supplies from the reception unit 34. Volume data (three-dimensional data) is generated by performing reconstruction processing by three-dimensional Fourier transform on the three-dimensional MR signal to be generated, and three-dimensional image data and MPR image data are generated based on the volume data. Also good. In this case, the high-speed calculation unit 62 performs, for example, a function of rendering volume data to generate volume rendering image data or surface rendering image data, and MPR (Multi Planar Reconstruction) image data in a desired slice section of the volume data. It has a function to generate.

表示部7は、図示しない表示データ生成回路と変換回路とモニタを備え、前記表示データ生成回路は、画像データ生成部6の画像データ記憶部63から供給される画像データや共鳴周波数検出部5から供給される各種周波数スペクトラムに制御部9から供給される被検体情報等の付帯情報を付加して表示データを生成する。そして、前記変換回路は、前記表示データを所定の表示フォーマットに変換してCRTあるいは液晶パネルからなる前記モニタに表示する。特に、撮影準備段階では、水組織の共鳴周波数fxwがピーク周波数として明示されたフィルタ処理後の周波数スペクトラム(図3(b)参照)や、スペクトラム合成部55において生成された合成周波数スペクトラム(図4(b)参照)が表示部7の前記モニタに表示される。   The display unit 7 includes a display data generation circuit, a conversion circuit, and a monitor (not shown). The display data generation circuit receives image data supplied from the image data storage unit 63 of the image data generation unit 6 and the resonance frequency detection unit 5. Display data is generated by adding incidental information such as subject information supplied from the control unit 9 to the various frequency spectrums supplied. The conversion circuit converts the display data into a predetermined display format and displays it on the monitor formed of a CRT or a liquid crystal panel. In particular, in the imaging preparation stage, a frequency spectrum after filtering (see FIG. 3B) in which the resonance frequency fxw of the water tissue is clearly shown as a peak frequency, or a synthesized frequency spectrum generated by the spectrum synthesizer 55 (FIG. 4). (B) is displayed on the monitor of the display unit 7.

次に、入力部8は、操作卓上にスイッチ、キーボード、マウス等の各種入力デバイスや表示パネルを備え、MRI撮影におけるRFパルスの中心周波数を設定する中心周波数設定部81やシミング条件を設定するシミング条件設定部82を備えている。更に、被検体情報の入力、MR信号収集条件の設定、画像データ生成条件の設定、画像データ表示条件の設定、各種コマンド信号の入力等が上述の入力デバイスや表示パネルを用いて行なわれる。   Next, the input unit 8 includes various input devices such as switches, a keyboard, and a mouse, and a display panel on a console, and a center frequency setting unit 81 that sets a center frequency of an RF pulse in MRI imaging and shimming that sets shimming conditions. A condition setting unit 82 is provided. Furthermore, input of object information, setting of MR signal acquisition conditions, setting of image data generation conditions, setting of image data display conditions, input of various command signals, and the like are performed using the above-described input device and display panel.

特に、撮影準備段階におけるRFパルス中心周波数の設定に際し、共鳴周波数検出部5において生成され表示部7のモニタに表示された上述の周波数スペクトラムを観察したMRI装置100の操作者は、共鳴周波数検出部5が検出した水組織の共鳴周波数が妥当であるか否かを判定し、妥当と判定した場合にはこの共鳴周波数をPFパルスの中心周波数に設定するための指示信号を中心周波数設定部81において入力する。   In particular, when setting the center frequency of the RF pulse in the imaging preparation stage, the operator of the MRI apparatus 100 who observed the frequency spectrum generated in the resonance frequency detection unit 5 and displayed on the monitor of the display unit 7 5 determines whether or not the resonance frequency of the water tissue detected is appropriate, and if it is determined to be appropriate, an instruction signal for setting this resonance frequency as the center frequency of the PF pulse is sent to the center frequency setting unit 81. input.

制御部9は、主制御部91及びシーケンス制御部92を備えている。主制御部91は、図示しないCPUと記憶回路を備え、MRI装置100を統括して制御する機能を有している。そして、主制御部91の記憶回路には、予め設定された撮影準備段階における共鳴周波数計測用パルスシーケンスデータ(例えば、送信コイル31に供給するパルス電流の中心周波数及び帯域、大きさ、供給時間、供給タイミング等に関する情報)やMRI撮影段階におけるMR信号収集用パルスシーケンスデータ(例えば、傾斜磁場コイル21や送信コイル31に供給するパルス電流の中心周波数及び帯域、大きさ、供給時間、供給タイミングなどに関する情報)が保管され、更に、入力部8にて入力/設定された被検体情報、MR信号収集条件、画像データ表示条件、シミング条件、RFパルス中心周波数等の情報が保存される。一方、主制御部91のCPUは、前記記憶回路に保存された各種情報に基づいてMRI装置100の各ユニットを制御し、当該被検体に対するMRI撮影を行なう。例えば、前記CPUは、入力部8から入力される各種設定情報に基づいて自己の記憶回路に予め保管されていた各種の共鳴周波数計測用パルスシーケンスデータ及びMR信号収集用パルスシーケンスデータの中から所望のパルスシーケンスデータを読み出してシーケンス制御部92へ供給する。   The control unit 9 includes a main control unit 91 and a sequence control unit 92. The main control unit 91 includes a CPU and a storage circuit (not shown) and has a function of controlling the MRI apparatus 100 in an integrated manner. The storage circuit of the main control unit 91 stores the resonance frequency measurement pulse sequence data in a preset imaging preparation stage (for example, the center frequency and band of the pulse current supplied to the transmission coil 31, the magnitude, the supply time, Information on supply timing, etc.) and pulse sequence data for MR signal collection in the MRI imaging stage (for example, center frequency and band, magnitude, supply time, supply timing, etc. of pulse current supplied to the gradient coil 21 and the transmission coil 31) Information), and information such as subject information input / set by the input unit 8, MR signal acquisition conditions, image data display conditions, shimming conditions, and RF pulse center frequency are stored. On the other hand, the CPU of the main controller 91 controls each unit of the MRI apparatus 100 based on various information stored in the storage circuit, and performs MRI imaging on the subject. For example, the CPU selects desired resonance frequency measurement pulse sequence data and MR signal acquisition pulse sequence data stored in its own storage circuit based on various setting information input from the input unit 8. Are read out and supplied to the sequence control unit 92.

一方、制御部9のシーケンス制御部92は、図示しないCPUを備え、主制御部91から供給される共鳴周波数計測用パルスシーケンスデータあるいはMR信号収集用パルスシーケンスデータに基づいてシーケンス制御信号を生成する。そして、このシーケンス制御信号を傾斜磁場発生部2の傾斜磁場電源22及び送受信部3の送信部32へ供給することにより傾斜磁場コイル21及び送信コイル31に対するパルス電流を制御する。   On the other hand, the sequence control unit 92 of the control unit 9 includes a CPU (not shown) and generates a sequence control signal based on the resonance frequency measurement pulse sequence data or MR signal collection pulse sequence data supplied from the main control unit 91. . Then, by supplying this sequence control signal to the gradient magnetic field power source 22 of the gradient magnetic field generator 2 and the transmitter 32 of the transmitter / receiver 3, the pulse currents for the gradient coil 21 and the transmitter coil 31 are controlled.

次に、撮影準備段階におけるRFパルス中心周波数の設定に使用される共鳴周波数計測用パルスシーケンスにつき図5乃至図6を用いて説明する。図5は、脂肪組織からのMR信号を抑制するための飽和パルスPsaと医療用シリコーンからのMR信号を抑制するためのIRパルスPirの照射がプリパルスとして付加されたSE法を用いて当該被検体の水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を計測する共鳴周波数計測用パルスシーケンスを示したものである。但し、本実施例では、広範囲な撮影対象部位から収集されるMR信号に基づいて前記共鳴周波数の計測が行なわれるため傾斜磁場の印加は必要としないが、スライス選択傾斜磁場の印加によって所望のスライス断面を選択し、このスライス断面の水組織から収集されるMR信号に基づいて前記共鳴周波数を計測しても構わない。   Next, a resonance frequency measurement pulse sequence used for setting the RF pulse center frequency in the imaging preparation stage will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows the subject using the SE method in which irradiation of a saturation pulse Psa for suppressing MR signals from adipose tissue and IR pulse Pir for suppressing MR signals from medical silicone is added as a prepulse. 3 shows a resonance frequency measurement pulse sequence for measuring the resonance frequency of hydrogen nuclear spins in a water tissue. However, in this embodiment, since the resonance frequency is measured based on MR signals collected from a wide range of imaging target parts, it is not necessary to apply a gradient magnetic field, but a desired slice can be obtained by applying a slice selective gradient magnetic field. A cross section may be selected, and the resonance frequency may be measured based on MR signals collected from the water tissue of the slice cross section.

RFパルス中心周波数の設定に際し、送受信部3の送信部32は、制御部9のシーケンス制御部92から供給されるシーケンス制御信号に基づき、先ず、時刻t01において所定の中心周波数f0f及び帯域Δf0fを有したRFパルス(飽和パルス)Psaを被検体150の撮影対象部位に対して照射する。この場合の中心周波数f0fとして、通常、静磁場発生部1の主磁石11によって形成される静磁場の磁場強度に対する脂肪組織の標準的な磁気共鳴周波数が設定される。そして、飽和パルスPsaの照射により被検体内の広範囲領域に存在している脂肪組織の水素原子核スピンのみが選択的に励起され、その縦磁化は消滅する。   When setting the RF pulse center frequency, the transmission unit 32 of the transmission / reception unit 3 first has a predetermined center frequency f0f and band Δf0f at time t01 based on the sequence control signal supplied from the sequence control unit 92 of the control unit 9. The irradiated RF pulse (saturation pulse) Psa is irradiated to the imaging target region of the subject 150. As the center frequency f0f in this case, a standard magnetic resonance frequency of the fat tissue with respect to the magnetic field strength of the static magnetic field formed by the main magnet 11 of the static magnetic field generating unit 1 is usually set. Then, by irradiation with the saturation pulse Psa, only the hydrogen nuclear spins of the adipose tissue existing in a wide area within the subject are selectively excited, and the longitudinal magnetization disappears.

次に、時刻t02において所定の中心周波数f0s及び帯域Δf0sを有したRFパルス(IRパルス)Pirを前記撮影対象部位に対して照射する。この場合のIRパルスPirの中心周波数f0sには、上述の飽和パルスPsaの場合と同様にして前記静磁場の磁場強度に対する医療用シリコーンの標準的な磁気共鳴周波数が設定される。そして、このIRパルスPirの照射によって被検体内に挿入された医療用シーコーンにおける水素原子核スピンが選択的に励起され、その縦磁化は180度反転する。   Next, at the time t02, an RF pulse (IR pulse) Pir having a predetermined center frequency f0s and band Δf0s is irradiated to the imaging target region. In this case, a standard magnetic resonance frequency of medical silicone with respect to the magnetic field strength of the static magnetic field is set as the center frequency f0s of the IR pulse Pir, as in the case of the saturation pulse Psa. Then, the hydrogen nuclear spin in the medical sea cone inserted into the subject is selectively excited by the irradiation of the IR pulse Pir, and its longitudinal magnetization is reversed by 180 degrees.

上述のIRパルスPirが印加された場合の水組織及び医療用シリコーンにおける水素原子核スピンのふるまいにつき図6を用いて説明する。図6(a)の太矢印は、IRパルスPirが印加される前の水組織及び医療用シリコーンにおける水素原子核スピンの磁化方向zとその大きさMoを示しており、時刻t02においてIRパルスPirが被検体150の撮影対象部位に照射された場合、z方向に対して形成されていた縦磁化は図6(b)に示すように180度反転することにより−Moの大きさをもつ。そして、反転した縦磁化は、水組織の縦緩和時間T1w及び医療用シリコーンの縦緩和時間T1sに基づいて元の縦磁化(Mo)に戻ろうとする。   The behavior of the hydrogen nuclear spin in the water tissue and the medical silicone when the IR pulse Pir is applied will be described with reference to FIG. The thick arrow in FIG. 6A indicates the magnetization direction z and the magnitude Mo of the hydrogen nuclear spin in the water tissue and the medical silicone before the IR pulse Pir is applied. At time t02, the IR pulse Pir When the imaging target region of the subject 150 is irradiated, the longitudinal magnetization formed in the z direction has a magnitude of −Mo by being inverted by 180 degrees as shown in FIG. The reversed longitudinal magnetization tends to return to the original longitudinal magnetization (Mo) based on the longitudinal relaxation time T1w of the water tissue and the longitudinal relaxation time T1s of the medical silicone.

図6(b)の曲線Rw及び曲線Rsは水組織及び医療用シリコーンにおける縦磁化の戻り曲線を示したものであり、例えば、水組織の縦緩和時間T1wが医療用シリコーンの縦緩和時間T1sより小さい場合、水組織の縦磁化(−M0)は医療用シリコーンの縦磁化(−M0)より速く元の縦磁化(M0)へ戻ろうとする。このため、t=tβにおいて医療用シリコーンの縦磁化がゼロとなったとき、水組織は縦磁化M1(0<M1<M0)を有する。   Curves Rw and Rs in FIG. 6B show the return curves of longitudinal magnetization in the water tissue and medical silicone. For example, the longitudinal relaxation time T1w of the water tissue is greater than the longitudinal relaxation time T1s of the medical silicone. When it is small, the longitudinal magnetization (-M0) of the water tissue tends to return to the original longitudinal magnetization (M0) faster than the longitudinal magnetization (-M0) of medical silicone. For this reason, when the longitudinal magnetization of the medical silicone becomes zero at t = tβ, the water tissue has longitudinal magnetization M1 (0 <M1 <M0).

従って、被検体150に対する飽和パルスPsa及びIRパルスPirの照射により脂肪組織及び医療用シリコーンの縦磁化がゼロとなったタイミングで90度RFパルスP90が照射されるSE法やFE(Field Echo)法等を適用することにより、脂肪組織及び医療用シリコーンから発生するMR信号を抑制し水組織から発生するMR信号を高感度で収集することが可能となる。   Therefore, the SE method or FE (Field Echo) method in which the 90-degree RF pulse P90 is irradiated at the timing when the longitudinal magnetization of the adipose tissue and the medical silicone becomes zero by the irradiation of the saturation pulse Psa and the IR pulse Pir to the subject 150. By applying the above, it is possible to suppress MR signals generated from adipose tissue and medical silicone and collect MR signals generated from water tissue with high sensitivity.

即ち、図5の時刻t01における飽和パルスPsaの照射によって脂肪組織における縦磁化が消滅し、時刻t02におけるIRパルスPirの照射によって水組織及び医療用シリコーンにおける縦磁化が反転したならば、送信部32は、時刻t02から反転時間TI(TI=tβ)だけ経過した時刻t03にて送信コイル31を駆動して被検体150の撮影対象部位に90度RFパルスP90を照射し、z軸方向に縦磁化M1を有していた水組織の水素原子核スピンを90度倒す。そして、90度倒れた状態でz軸の周囲を歳差運動する水素原子核スピンは、時刻t03から時間TE/2だけ経過した時刻t04にて照射された180度RFパルスP180によって歳差運動の方向を反転させ、時刻t04からTE/2後の時刻t05における水素原子核スピンのリフェージングによって形成された水組織からのMR信号は送受信部3の受信部34によって受信される。尚、上述のTEはエコー時間(time of echo)であり、通常、90度パルスの照射からMR信号が受信されるまでの時間で定義される。   That is, if the longitudinal magnetization in the fat tissue disappears by irradiation with the saturation pulse Psa at time t01 in FIG. 5 and the longitudinal magnetization in the water tissue and medical silicone is reversed by irradiation with the IR pulse Pir at time t02, the transmission unit 32 , The transmission coil 31 is driven at the time t03 when the reversal time TI (TI = tβ) has elapsed from the time t02, the 90-degree RF pulse P90 is irradiated to the imaging target region of the subject 150, and the longitudinal magnetization is applied in the z-axis direction. The water nuclear spin that had M1 is tilted 90 degrees. Then, the hydrogen nuclear spin that precesses around the z-axis in a state of being tilted by 90 degrees is precessed by the 180-degree RF pulse P180 irradiated at time t04 that has elapsed by time TE / 2 from time t03. And the MR signal from the water tissue formed by the rephasing of the hydrogen nuclear spins at time t05 after TE / 2 from time t04 is received by the reception unit 34 of the transmission / reception unit 3. The above-mentioned TE is an echo time (time of echo), and is usually defined by the time from irradiation of a 90-degree pulse to reception of an MR signal.

(MRI撮影の手順)
次に、本実施例におけるMRI撮影の手順につき図7に示したフローチャートに沿って説明する。医療用シリコーンが体内に挿入された当該被検体150のMRI撮影に先立ち、MRI装置100の操作者は、天板4に載置された被検体150をZ軸方向に移動することによりその撮影対象部位をガントリの撮影野に配置した後、入力部8において被検体情報の入力、MR信号収集条件の設定、画像データ生成条件の設定、画像データ表示条件の設定及びシミング条件の設定等を行なう(図7のステップS10)。
(MRI imaging procedure)
Next, the procedure of MRI imaging in the present embodiment will be described along the flowchart shown in FIG. Prior to MRI imaging of the subject 150 in which medical silicone has been inserted into the body, the operator of the MRI apparatus 100 moves the subject 150 placed on the top 4 in the Z-axis direction to capture the imaging target. After the part is placed in the imaging field of the gantry, input of the subject information, setting of MR signal collection conditions, setting of image data generation conditions, setting of image data display conditions, setting of shimming conditions, and the like are performed in the input unit 8 ( Step S10 in FIG.

上述の初期設定が終了したならば、操作者は入力部8にてシミング開始コマンドを入力し、このコマンド信号を受信した制御部9の主制御部91は、上述のシミング条件に基づいて静磁場発生部1のシムコイル電源14からシムコイル12の各々に供給される電流を制御することにより静磁場電源13及び主磁石11が被検体150の撮影対象部位に形成した静磁場の不均一性を補正する(図7のステップS20)。   When the above initial setting is completed, the operator inputs a shimming start command at the input unit 8, and the main control unit 91 of the control unit 9 that has received this command signal receives the static magnetic field based on the above-described shimming conditions. By controlling the current supplied from the shim coil power supply 14 of the generator 1 to each of the shim coils 12, the static magnetic field power supply 13 and the main magnet 11 correct the non-uniformity of the static magnetic field formed in the imaging target region of the subject 150. (Step S20 in FIG. 7).

次いで、RFパルス中心周波数の設定開始コマンドが入力部8にて入力されたならば、主制御部91は、シーケンス制御部92及び共鳴周波数検出部5をはじめとするMRI装置100の各ユニットを制御して前記撮影対象部位の水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を計測し、この共鳴周波数に基づいて被検体150のMRI撮影に用いるRFパルスの中心周波数を設定する(図7のステップS30)。   Next, if an RF pulse center frequency setting start command is input at the input unit 8, the main control unit 91 controls each unit of the MRI apparatus 100 including the sequence control unit 92 and the resonance frequency detection unit 5. Then, the resonance frequency of the hydrogen nucleus spin in the water tissue of the imaging target site is measured, and the center frequency of the RF pulse used for MRI imaging of the subject 150 is set based on this resonance frequency (step S30 in FIG. 7).

上述の初期設定、シミング及びRFパルス中心周波数の設定等からなる撮影準備が終了したならば、操作者は、入力部8においてMRI撮影の開始コマンドを入力する。このコマンド信号を受信した主制御部91は、ステップS10において初期設定されたMR信号収集条件、画像データ生成条件及び画像データ表示条件に基づいてMRI装置100が備える各ユニットを統括的に制御する。そして、所定のMR信号収集用パルスシーケンスによって収集されたMR信号に基づいて画像データの生成とその保存を行ない(図7のステップS40)、更に、得られた画像データを被検体情報等の付帯情報と共に表示部7に表示する(図7のステップS50)。   When the preparation for imaging including the above-described initial setting, shimming, RF pulse center frequency setting, and the like is completed, the operator inputs an MRI imaging start command at the input unit 8. The main control unit 91 that has received this command signal comprehensively controls each unit included in the MRI apparatus 100 based on the MR signal acquisition condition, the image data generation condition, and the image data display condition that are initially set in step S10. Then, image data is generated and stored based on the MR signal acquired by a predetermined MR signal acquisition pulse sequence (step S40 in FIG. 7), and the obtained image data is added to the subject information or the like. It displays on the display part 7 with information (step S50 of FIG. 7).

尚、MRI撮影では、静磁場強度の補正からRFパルス中心周波数の設定までの一連の作業をシミングと称する場合もあるが、本実施例では、図7のフローチャートに示すように静磁場強度の補正作業のみをシミングと呼び、RFパルス中心周波数の設定作業とは区別する。   In MRI imaging, a series of operations from the correction of the static magnetic field intensity to the setting of the RF pulse center frequency may be referred to as shimming. In this embodiment, as shown in the flowchart of FIG. Only the work is called shimming and is distinguished from the work of setting the RF pulse center frequency.

(RFパルス中心周波数の設定手順)
次に、図7のステップS30に示したRFパルス中心周波数の設定手順につき図8のフローチャートを用いて更に詳しく説明する。
(RF pulse center frequency setting procedure)
Next, the procedure for setting the RF pulse center frequency shown in step S30 of FIG. 7 will be described in more detail using the flowchart of FIG.

図7のステップS10及びステップS20において初期設定とシミングが終了したならば、MRI装置100の操作者は、入力部8においてRFパルス中心周波数の設定開始コマンドを入力し(図8のステップS31)、このコマンド信号を受信した制御部9の主制御部91は、予め設定され自己の記憶回路に保存されていた共鳴周波数計測用パルスシーケンスデータを読み出してシーケンス制御部92へ供給する。   When the initial setting and shimming are completed in steps S10 and S20 in FIG. 7, the operator of the MRI apparatus 100 inputs an RF pulse center frequency setting start command in the input unit 8 (step S31 in FIG. 8). The main control unit 91 of the control unit 9 that has received this command signal reads the resonance frequency measurement pulse sequence data that has been set in advance and stored in its own storage circuit, and supplies it to the sequence control unit 92.

一方、シーケンス制御部92は、主制御部91から供給された共鳴周波数計測用パルスシーケンスデータに基づいてシーケンス制御信号を生成し、このシーケンス制御信号を送受信部3の送信部32に供給することによって撮影対象部位に対するRFパルスの照射を行なう。即ち、送信部32は、上述のシーケンス制御信号に基づいて所定の中心周波数と帯域を有したパルス電流を生成し、送信部32から前記パルス電流が供給された送信コイル31は、時刻t01において、中心周波数f0fと帯域Δf0fを有した飽和パルスを当該被検体の撮影対象部位に照射し前記撮影対象部位の脂肪組織における水素原子核スピンを飽和させる(図8のステップS32)。   On the other hand, the sequence control unit 92 generates a sequence control signal based on the resonance frequency measurement pulse sequence data supplied from the main control unit 91, and supplies the sequence control signal to the transmission unit 32 of the transmission / reception unit 3. Irradiation of an RF pulse is performed on the imaging target region. That is, the transmission unit 32 generates a pulse current having a predetermined center frequency and band based on the above-described sequence control signal, and the transmission coil 31 supplied with the pulse current from the transmission unit 32 receives the pulse current at time t01. A saturation pulse having a center frequency f0f and a band Δf0f is irradiated to the imaging target region of the subject to saturate hydrogen nuclear spins in the fatty tissue of the imaging target region (step S32 in FIG. 8).

更に、送信コイル31は、時刻t01から所定時間経過した時刻t02において、中心周波数f0sと帯域Δf0sを有したIRパルスを照射して前記撮影対象部位に挿入された医療用シリコーンにおける水素原子核スピンを180度反転させた後(図8のステップS33)、時刻t02から医療用シリコーンにおける水素原子核スピンの縦磁化がゼロとなる反転時間TIだけ経過した時刻t03において所定の中心周波数と帯域を有した90度パルスを照射し、更に、時刻t03からTE/2経過した時刻t04において180度パルスを照射する。   Further, the transmission coil 31 irradiates an IR pulse having a center frequency f0s and a band Δf0s at a time t02 when a predetermined time has elapsed from the time t01, and outputs 180 hydrogen nucleus spins in the medical silicone inserted into the imaging target site. After the degree of reversal (step S33 in FIG. 8), 90 degrees having a predetermined center frequency and band at time t03 when the reversal time TI at which the longitudinal magnetization of the hydrogen nucleus spin in the medical silicone becomes zero has elapsed from time t02. A pulse is irradiated, and further, a 180-degree pulse is irradiated at time t04 when TE / 2 has elapsed from time t03.

一方、受信コイル33は、時刻t04からTE/2経過した時刻t05において撮影対象部位から発生するMR信号を受信し、このとき収集されたMR信号は、受信部34において増幅、中間周波変換、位相検波、フィルタリング、A/D変換等の処理がなされた後共鳴周波数検出部5へ供給される(図8のステップS34)。受信部34よりMR信号を受信した共鳴周波数検出部5の周波数分析部51は、このMR信号をフーリエ変換して周波数スペクトラムを生成し、フィルタリング処理部52は、周波数分析部51によって生成された周波数スペクトラムをフィルタリング処理して平滑化を行なう(図8のステップS35)。   On the other hand, the receiving coil 33 receives the MR signal generated from the region to be imaged at time t05 when TE / 2 has elapsed from time t04, and the MR signal collected at this time is amplified, intermediate frequency converted, and phased at the receiving unit 34. After processing such as detection, filtering, and A / D conversion, the resonance frequency detection unit 5 is supplied (step S34 in FIG. 8). The frequency analysis unit 51 of the resonance frequency detection unit 5 that has received the MR signal from the reception unit 34 performs a Fourier transform on the MR signal to generate a frequency spectrum, and the filtering processing unit 52 uses the frequency generated by the frequency analysis unit 51. The spectrum is filtered and smoothed (step S35 in FIG. 8).

次いで、ピーク周波数検出部53は、フィルタリング処理部52において平滑化処理された周波数スペクトラムにおいてその振幅が最大となるピーク周波数を撮影対象部位の水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数として検出し(図8のステップS36)、このピーク周波数の情報が付加された平滑化処理後の周波数スペクトラムを表示部7及びスペクトラム合成部55へ供給する。   Next, the peak frequency detection unit 53 detects the peak frequency having the maximum amplitude in the frequency spectrum smoothed by the filtering processing unit 52 as the resonance frequency of the hydrogen nuclear spin in the water tissue of the imaging target region (FIG. 8). Step S36), the smoothed frequency spectrum to which the peak frequency information is added is supplied to the display unit 7 and the spectrum synthesis unit 55.

一方、スペクトラム合成部55は、標準スペクトラム保管部54において予め保管されている医療用シリコーンが挿入された生体組織から得られるMR信号の標準周波数スペクトラムを読み出し、この標準周波数スペクトラムにおける水組織の共鳴周波数とピーク周波数検出部53から供給される周波数スペクトラムのピーク周波数が一致するようにこれらの周波数スペクトラムを合成することによって合成周波数スペクトラムを生成し、得られた合成周波数スペクトラムを表示部7へ供給する(図8のステップS37)。   On the other hand, the spectrum synthesizing unit 55 reads the standard frequency spectrum of the MR signal obtained from the biological tissue in which the medical silicone stored in advance in the standard spectrum storage unit 54 is inserted, and the resonance frequency of the water tissue in this standard frequency spectrum Are synthesized so that the peak frequencies of the frequency spectrum supplied from the peak frequency detector 53 coincide with each other to generate a synthesized frequency spectrum, and the obtained synthesized frequency spectrum is supplied to the display unit 7 ( Step S37 in FIG.

次に、ピーク周波数の情報が付加された平滑化処理後の周波数スペクトラム及び合成周波数スペクトラムが供給された表示部7はこれらの周波数スペクトラムに基づいて表示データを生成して自己のモニタに表示し、表示部7に表示された周波数スペクトラムを観察した操作者は、この周波数スペクトラムと共に示されたピーク周波数が水組織の共鳴周波数として妥当であるか否か判定する。そして、妥当であると判定した場合には、前記ピーク周波数をPFパルスの中心周波数に設定するための指示信号を入力部8の中心周波数設定部81において入力する(図8のステップS38)。   Next, the display unit 7 supplied with the smoothed frequency spectrum and the synthesized frequency spectrum to which the peak frequency information is added generates display data based on these frequency spectra and displays the display data on its own monitor. An operator who observes the frequency spectrum displayed on the display unit 7 determines whether or not the peak frequency shown together with the frequency spectrum is appropriate as the resonance frequency of the water tissue. If it is determined to be appropriate, an instruction signal for setting the peak frequency to the center frequency of the PF pulse is input in the center frequency setting unit 81 of the input unit 8 (step S38 in FIG. 8).

以上述べた本発明の実施例によれば、脂肪組織から発生するMR信号を抑制する飽和パルスと医療用シリコーンから発生するMR信号を抑制するIRパルスをプリパルスとする共鳴周波数計測用パルスシーケンスによって当該被検体の撮影対象部位からのMR信号を収集しこのMR信号の周波数スペクトラムにおけるピーク周波数を計測することにより水組織の共鳴周波数を確実かつ正確に検出することができる。従って、この共鳴周波数に基づいてRFパルスの中心周波数を設定することにより前記撮影対象部位のMRI撮影に好適なRFパルスを照射することが可能となる。   According to the embodiment of the present invention described above, the resonance frequency measurement pulse sequence using the saturation pulse for suppressing the MR signal generated from the adipose tissue and the IR pulse for suppressing the MR signal generated from the medical silicone as a prepulse is used. By collecting MR signals from the region to be imaged of the subject and measuring the peak frequency in the frequency spectrum of this MR signal, the resonance frequency of the water tissue can be detected reliably and accurately. Therefore, by setting the center frequency of the RF pulse based on this resonance frequency, it is possible to irradiate an RF pulse suitable for MRI imaging of the region to be imaged.

特に、医療用シリコーンからのMR信号を抑制するためにIRパルスを照射しているため、振幅の大きな医療用シリコーンからのMR信号を効果的に抑制することができ、水組織の共鳴周波数を正確に検出することができる。   In particular, since IR pulses are applied to suppress MR signals from medical silicone, MR signals from medical silicone with large amplitude can be effectively suppressed, and the resonance frequency of water tissue can be accurately determined. Can be detected.

又、1次導関数におけるゼロクロス周波数を計測し、このゼロクロス周波数と上述のピーク周波数に基づいて水組織の共鳴周波数を検出することにより前記共鳴周波数に対する検出精度を向上させることができ、更に、合成周波数スペクトラムにおいて当該被検体から得られたMR信号の周波数スペクトラムと予め設定された標準周波数スペクトラムとを比較することにより前記周波数スペクトラムにおける水組織共鳴周波数の検出精度を更に向上させることが可能となる。   In addition, by measuring the zero cross frequency in the first derivative, and detecting the resonance frequency of the water tissue based on the zero cross frequency and the above-described peak frequency, the detection accuracy for the resonance frequency can be improved. By comparing the frequency spectrum of the MR signal obtained from the subject in the frequency spectrum with a preset standard frequency spectrum, the detection accuracy of the water tissue resonance frequency in the frequency spectrum can be further improved.

以上述べた理由により、本実施例によれば、医療用シリコーン等の医療材料が体内に挿入された被検体に対してもRFパルスの中心周波数を正確かつ安定して設定することが可能となる。このため、良質な画像データを効率よく生成することができ、診断精度と検査効率を向上させることが可能となる。   For the reasons described above, according to the present embodiment, the center frequency of the RF pulse can be accurately and stably set even for a subject in which a medical material such as medical silicone is inserted into the body. . For this reason, high-quality image data can be generated efficiently, and diagnostic accuracy and inspection efficiency can be improved.

以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく変形して実施してもよい。例えば、上述の実施例では、被検体の体内に挿入された医療用シリコーンから発生するMR信号をIRパルスによって抑制する場合について述べたが、他の医療用材料から発生するMR信号をIRパルスによって抑制してもよい。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and may be modified. For example, in the above-described embodiment, the case where the MR signal generated from the medical silicone inserted into the body of the subject is suppressed by the IR pulse is described. However, the MR signal generated from another medical material is suppressed by the IR pulse. It may be suppressed.

又、飽和パルスによって脂肪組織から発生するMR信号を抑制しIRパルスによって医療用シリコーンから発生するMR信号を抑制する場合について述べたが、医療用シリコーンから発生するMR信号を飽和パルスによって抑制し脂肪組織から発生するMR信号をIRパルスによって抑制してもよく、医療用シリコーン及び脂肪組織から発生するMR信号を異なる中心周波数を有する飽和パルスによって抑制しても構わない。この場合の2つの飽和パルスは時系列的に照射してもよく同時に照射してもよい。   In addition, the case where the MR signal generated from the fat tissue is suppressed by the saturation pulse and the MR signal generated from the medical silicone by the IR pulse is suppressed has been described. However, the MR signal generated from the medical silicone is suppressed by the saturation pulse and the fat signal is suppressed. MR signals generated from tissue may be suppressed by IR pulses, and MR signals generated from medical silicone and adipose tissue may be suppressed by saturation pulses having different center frequencies. The two saturation pulses in this case may be irradiated in time series or simultaneously.

一方、上述の実施例では、飽和パルスやIRパルスをプリパルスとするSE法によって撮影対象部位からのMR信号を収集しこのMR信号に基づいて水組織の共鳴周波数を検出する場合について述べたが、前記プリパルスを有したFE(Field Echo)法やEPI(Echo Planar Imaging)法等の他の撮影法を適用して共鳴周波数検出用のMR信号を収集してもよい。   On the other hand, in the above-described embodiment, the MR signal from the imaging target region is collected by the SE method using a saturation pulse or an IR pulse as a pre-pulse, and the resonance frequency of the water tissue is detected based on the MR signal. The MR signals for resonance frequency detection may be collected by applying other imaging methods such as the FE (Field Echo) method and the EPI (Echo Planar Imaging) method having the pre-pulse.

更に、水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数に基づいてMRI撮影に用いるRFパルスの中心周波数を設定する場合について述べたが、脂肪組織における水素原子核スピンの共鳴周波数に基づいて前記RFパルスの中心周波数を設定してもよい。この場合、医療用シリコーンから発生するMR信号及び水組織から発生するMR信号は、上述の飽和パルス及びIRパルス、あるいは、2つの飽和パルスによって抑制される。   Furthermore, although the case where the center frequency of the RF pulse used for MRI imaging is set based on the resonance frequency of the hydrogen nucleus spin in the water tissue has been described, the center frequency of the RF pulse is based on the resonance frequency of the hydrogen nucleus spin in the fat tissue. May be set. In this case, the MR signal generated from the medical silicone and the MR signal generated from the water tissue are suppressed by the above-described saturation pulse and IR pulse, or two saturation pulses.

尚、上述の実施例では、広範囲な撮影対象部位から収集されるMR信号を用いて水組織に対する共鳴周波数の計測を行なったため傾斜磁場の印加は行なわなかったが、スライス選択傾斜磁場の印加によって所望のスライス断面を選択し、このスライス断面の水組織から収集されるMR信号に基づいて前記共鳴周波数を計測しても構わない。   In the above-described embodiment, the gradient magnetic field is not applied because the resonance frequency is measured for the water tissue using MR signals collected from a wide range of imaging target parts. The slice frequency may be selected, and the resonance frequency may be measured based on the MR signal collected from the water tissue of the slice profile.

本発明の実施例におけるMRI装置の全体構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing the overall configuration of an MRI apparatus in an embodiment of the present invention. 同実施例のMRI装置が備える共鳴周波数検出部の機能ブロック図。The functional block diagram of the resonance frequency detection part with which the MRI apparatus of the Example is provided. 同実施例における水素原子核スピンの共鳴周波数検出方法を説明するための図。The figure for demonstrating the resonance frequency detection method of the hydrogen nucleus spin in the Example. 同実施例の水組織における水素原子核スピン共鳴周波数の確認方法を説明するための図。The figure for demonstrating the confirmation method of the hydrogen nuclear spin resonance frequency in the water structure | tissue of the Example. 同実施例における共鳴周波数計測用パルスシーケンスを示す図。The figure which shows the pulse sequence for resonance frequency measurement in the Example. 同実施例のIRパルス照射における水素原子核スピンのふるまいを示す図。The figure which shows the behavior of the hydrogen nucleus spin in IR pulse irradiation of the Example. 同実施例におけるMRI撮影の手順を示すフローチャート。6 is a flowchart showing a procedure of MRI imaging in the same embodiment. 同実施例におけるRFパルス中心周波数の設定手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the setting procedure of RF pulse center frequency in the Example.

符号の説明Explanation of symbols

1…静磁場発生部
11…主磁石
12…シムコイル
13…静磁場電源
14…シムコイル電源
2…傾斜磁場発生部
21…傾斜磁場コイル
22…傾斜磁場電源
3…送受信部
31…送信コイル
32…送信部
33…受信コイル
34…受信部
4…天板
5…共鳴周波数検出部
51…周波数分析部
52…フィルタリング処理部
53…ピーク周波数検出部
54…標準スペクトラム保管部
55…スペクトラム合成部
6…画像データ生成部
61…MR信号記憶部
62…高速演算部
63…画像データ記憶部
7…表示部
8…入力部
81…中心周波数設定部
82…シミング条件設定部
9…制御部
91…主制御部
92…シーケンス制御部
100…MRI装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Static magnetic field generation part 11 ... Main magnet 12 ... Shim coil 13 ... Static magnetic field power supply 14 ... Shim coil power supply 2 ... Gradient magnetic field generation part 21 ... Gradient magnetic field coil 22 ... Gradient magnetic field power supply 3 ... Transmission / reception part 31 ... Transmission coil 32 ... Transmission part 33 ... Reception coil 34 ... Reception unit 4 ... Top plate 5 ... Resonance frequency detection unit 51 ... Frequency analysis unit 52 ... Filtering processing unit 53 ... Peak frequency detection unit 54 ... Standard spectrum storage unit 55 ... Spectrum synthesis unit 6 ... Image data generation Unit 61 ... MR signal storage unit 62 ... High-speed calculation unit 63 ... Image data storage unit 7 ... Display unit 8 ... Input unit 81 ... Center frequency setting unit 82 ... Shimming condition setting unit 9 ... Control unit 91 ... Main control unit 92 ... Sequence Control unit 100 ... MRI apparatus

Claims (9)

医療用材料が撮影対象部位に挿入された被検体の所望組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を検出し、この共鳴周波数に基づいて設定された中心周波数を有するRFパルスを用いて前記被検体の撮影対象部位に対するMRI撮影を行なうMRI装置において、
前記所望組織と異なる組織から発生するMR信号を抑制する第1の抑制パルスと前記医療用材料から発生するMR信号を抑制する第2の抑制パルスをプリパルスとした共鳴周波数計測用パルスシーケンスに基づいて前記撮影対象部位からのMR信号を収集する送受信手段と、
得られたMR信号の周波数スペクトラムにおいてその大きさが最大となるピーク周波数を計測することによって前記所望組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を検出する共鳴周波数検出手段と、
前記共鳴周波数に基づいて前記撮影対象部位に対するMRI撮影に使用するRFパルスの中心周波数を設定する中心周波数設定手段とを
備えたことを特徴とするMRI装置。
A resonance frequency of a hydrogen nuclear spin in a desired tissue of a subject in which a medical material is inserted into a region to be imaged is detected, and imaging of the subject is performed using an RF pulse having a center frequency set based on the resonance frequency In an MRI apparatus that performs MRI imaging of a target part,
Based on a pulse sequence for resonance frequency measurement in which a first suppression pulse for suppressing an MR signal generated from a tissue different from the desired tissue and a second suppression pulse for suppressing an MR signal generated from the medical material are pre-pulses. Transmitting and receiving means for collecting MR signals from the imaging target region;
A resonance frequency detecting means for detecting a resonance frequency of a hydrogen nuclear spin in the desired tissue by measuring a peak frequency having a maximum magnitude in the frequency spectrum of the obtained MR signal;
An MRI apparatus comprising: center frequency setting means for setting a center frequency of an RF pulse used for MRI imaging of the imaging target region based on the resonance frequency.
前記共鳴周波数計測用パルスシーケンスを実行するためのシーケンス制御信号を生成するシーケンス制御手段を備え、前記送受信手段は、前記シーケンス制御信号に基づいて前記第1の抑制パルスとしての飽和パルスと前記第2の抑制パルスとしての反転回復パルスを前記撮影対象部に対して照射することを特徴とする請求項1記載のMRI装置。   A sequence control unit configured to generate a sequence control signal for executing the resonance frequency measurement pulse sequence, wherein the transmission / reception unit includes a saturation pulse as the first suppression pulse and the second pulse based on the sequence control signal; The MRI apparatus according to claim 1, wherein an inversion recovery pulse as a suppression pulse is irradiated to the imaging target portion. 前記共鳴周波数計測用パルスシーケンスを実行するためのシーケンス制御信号を生成するシーケンス制御手段を備え、前記送受信手段は、前記シーケンス制御信号に基づいて前記第1の抑制パルス及び前記第2の抑制パルスとしての飽和パルスを前記撮影対象部位に対して時系列的あるいは同時に照射することを特徴とする請求項1記載のMRI装置。   A sequence control unit configured to generate a sequence control signal for executing the resonance frequency measurement pulse sequence, wherein the transmission / reception unit uses the first suppression pulse and the second suppression pulse based on the sequence control signal; The MRI apparatus according to claim 1, wherein the saturation pulse is irradiated to the imaging target part in time series or simultaneously. 前記シーケンス制御手段は、前記第1の抑制パルス及び前記第2の抑制パルスをプリパルスとするSE法、FE法あるいはEPI法の何れかの撮影法が適用された前記共鳴周波数計測用パルスシーケンスのシーケンス制御信号を生成することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載したMRI装置。   The sequence control means is a sequence of the resonance frequency measurement pulse sequence to which any of the imaging methods of SE method, FE method, and EPI method is applied, wherein the first suppression pulse and the second suppression pulse are pre-pulses. The MRI apparatus according to claim 2 or 3, wherein a control signal is generated. 前記送受信手段は、脂肪組織が発生するMR信号を抑制する前記第1の抑制パルスと医療用シリコーンが発生するMR信号を抑制する前記第2の抑制パルスを前記撮影対象部位に対して照射することにより、前記所望組織としての水組織が発生するMR信号を高感度で収集することを特徴とする請求項1記載のMRI装置。   The transmitting / receiving means irradiates the imaging target region with the first suppression pulse for suppressing MR signals generated by adipose tissue and the second suppression pulse for suppressing MR signals generated by medical silicone. The MRI apparatus according to claim 1, wherein MR signals generated by the water tissue as the desired tissue are collected with high sensitivity. 前記共鳴周波数検出手段は、前記医療用材料が挿入された生体組織から得られるMR信号の標準周波数スペクトラムと前記撮影対象部位から収集される前記MR信号に基づいた前記周波数スペクトラムとを合成して合成周波数スペクトラムを生成するスペクトラム合成手段を備え、前記中心周波数設定手段は、前記合成周波数スペクトラムにおける前記周波数スペクトラムと前記標準周波数スペクトラムを比較することによって前記RFパルスの中心周波数を設定することを特徴とする請求項1記載のMRI装置。   The resonance frequency detection means combines and synthesizes a standard frequency spectrum of an MR signal obtained from a biological tissue in which the medical material is inserted and the frequency spectrum based on the MR signal collected from the imaging target region. Spectrum synthesis means for generating a frequency spectrum is provided, wherein the center frequency setting means sets the center frequency of the RF pulse by comparing the frequency spectrum in the synthesis frequency spectrum with the standard frequency spectrum. The MRI apparatus according to claim 1. 前記スペクトラム合成手段は、前記周波数スペクトラムにおけるピーク周波数と前記標準周波数スペクトラムにおける前記所望組織の共鳴周波数とを一致させて前記合成周波数スペクトラムを生成することを特徴とする請求項6記載のMRI装置。   The MRI apparatus according to claim 6, wherein the spectrum synthesizing unit generates the synthesized frequency spectrum by matching a peak frequency in the frequency spectrum with a resonance frequency of the desired tissue in the standard frequency spectrum. 前記共鳴周波数検出手段は、前記標準周波数スペクトラムを予め保管する標準スペクトラム保管手段を備えていることを特徴とする請求項6記載のMRI装置。   The MRI apparatus according to claim 6, wherein the resonance frequency detection means includes standard spectrum storage means for storing the standard frequency spectrum in advance. 前記共鳴周波数検出手段は、前記周波数スペクトラムを微分処理して1次導関数を算出するフィルタリング処理手段を備え、前記1次導関数におけるゼロクロス周波数と前記ピーク周波数に基づいて前記共鳴周波数を検出することを特徴とする請求項1記載のMRI装置。   The resonance frequency detecting means includes filtering processing means for calculating a first derivative by differentiating the frequency spectrum, and detecting the resonance frequency based on a zero cross frequency and the peak frequency in the first derivative. The MRI apparatus according to claim 1.
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