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JPH0884719A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents

Magnetic resonance imaging apparatus

Info

Publication number
JPH0884719A
JPH0884719A JP7126460A JP12646095A JPH0884719A JP H0884719 A JPH0884719 A JP H0884719A JP 7126460 A JP7126460 A JP 7126460A JP 12646095 A JP12646095 A JP 12646095A JP H0884719 A JPH0884719 A JP H0884719A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic resonance
section
imaging
magnetic field
subject
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP7126460A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seishi Nozaki
晴司 野崎
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
Original Assignee
Toshiba 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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP7126460A priority Critical patent/JPH0884719A/en
Publication of JPH0884719A publication Critical patent/JPH0884719A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain a magnetic resonance imaging apparatus which achieves an artifact compensation by detecting the position of a fine RF coil mounted on a subject and motions of the subject. CONSTITUTION: Three markers 17, 18 and 19 comprising a fine RF coil are arranged at a part to be taken and the positions of the markers 17, 18 and 19 are detected to correct a slice surface adjusting a pulse sequence according to the results of the detection. Thus, a control is performed to photograph the same slice constantly to correct a collection data according to the results of the detection thereby preventing the generation of artifact with a proper positioning within a photographing section.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はアーチファクトの無い画
像を得ることができる磁気共鳴イメージング装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus capable of obtaining an image free from artifacts.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気共鳴イメージング装置(以下、MR
I装置と呼称する)により人体等の被検体の撮影を行う
とき、パルスシーケンスの実行中に被検体が動くと、体
動アーチファクトまたはモーションアーチファクトと呼
ばれるアーチファクトが発生する。アーチファクトとは
画像が二重になる、ぼやける等の現象を指す。
2. Description of the Related Art A magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as MR
When a subject such as a human body is imaged by the I device), if the subject moves during execution of the pulse sequence, an artifact called a body movement artifact or motion artifact occurs. Artifacts are phenomena in which images are doubled or blurred.

【0003】従来のMRI装置におけるアーチファクト
の抑制法としては、被検体をバンド等の固定具を用いて
寝台上に物理的に固定することにより、体動そのものを
防止しようとする方法がある。しかし、この方法は患者
の病状によっては実施不可能であるとともに、完全には
体動を防止できないという欠点がある。
As a conventional method of suppressing artifacts in an MRI apparatus, there is a method of physically fixing an object on a bed by using a fixture such as a band to prevent body movement itself. However, this method has a drawback in that it cannot be performed depending on the medical condition of the patient and it cannot completely prevent body movement.

【0004】また、例えばEXORCIST法のように体動を検
出し、検出した体動に応じてエンコード数等のパルスシ
ーケンスのパラメータを調整することによりアーチファ
クトの影響を抑えることも考えられている。しかし、実
用化されているEXORCIST法においては、スライス内の被
検体の膨張・収縮動作を検出することにより体動を検出
しているので、その撮影対象は腹部等の柔軟部に限定さ
れ、頭部等の剛体部には適用できない。さらに、患者が
寝返り等の回転動作をしたり、横ずれをしてスライス面
がずれた場合には対処できないという欠点もある。
It is also considered to detect the body movement as in the EXORCIST method and adjust the parameter of the pulse sequence such as the encoding number according to the detected body movement to suppress the influence of the artifact. However, in the practical EXORCIST method, since body movement is detected by detecting the expansion / contraction motion of the subject in the slice, the imaging target is limited to the flexible part such as the abdomen, It cannot be applied to rigid parts such as parts. Further, there is a drawback that it cannot be dealt with when the patient performs a turning operation such as turning over or a lateral displacement causes the slice plane to be displaced.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように従来のMR
I装置ではアーチファクトを完全には抑制することがで
きない。したがって本発明の目的は、撮影部位や撮影対
象の状態に関わらずアーチファクトの発生を著しく防止
できる磁気共鳴イメージング装置を提供することであ
る。
As described above, the conventional MR is used.
The I-device cannot completely suppress the artifact. Therefore, it is an object of the present invention to provide a magnetic resonance imaging apparatus capable of remarkably preventing the occurrence of artifacts regardless of the state of the imaged region or the object to be imaged.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明による磁気共鳴イ
メージング装置は、撮影対象の3箇所の点の位置を検出
することにより撮影対象の動きを検出する手段と、撮影
対象の所定の断面を常に撮影するように検出手段の検出
結果に基づいて磁気共鳴イメージングのためのパルスシ
ーケンスを調整する制御手段とを具備することを特徴と
するものである。
A magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention detects a movement of an object to be imaged by detecting the positions of three points of the object to be imaged, and a predetermined cross section of the object to be imaged at all times. And a control unit that adjusts a pulse sequence for magnetic resonance imaging based on a detection result of the detection unit so as to capture an image.

【0007】また、この磁気共鳴イメージング装置にお
いて、制御手段は撮影断面のオブリーク処理、撮影断面
のオフセット処理により撮影断面の位置を調整する手段
を具備することを特徴とするものである。
Further, in this magnetic resonance imaging apparatus, the control means is provided with means for adjusting the position of the imaging section by oblique processing of the imaging section and offset processing of the imaging section.

【0008】また、この磁気共鳴イメージング装置にお
いて、制御手段は収集した磁気共鳴信号を補正してスラ
イス面内の画像の位置を調整する手段を具備することも
特徴とするものである。
In this magnetic resonance imaging apparatus, the control means is also characterized in that it has means for correcting the collected magnetic resonance signals to adjust the position of the image in the slice plane.

【0009】[0009]

【作用】本発明の磁気共鳴イメージング装置によれば、
被検体の動きに応じてパルスシーケンスを調整し撮影断
面を被検体の動きに追従させることにより常に同じ断面
を撮影することができ、アーチファクトの無い画像を得
ることができる。
According to the magnetic resonance imaging apparatus of the present invention,
By adjusting the pulse sequence according to the movement of the subject and allowing the imaging cross section to follow the movement of the subject, the same cross section can always be photographed, and an image without artifacts can be obtained.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図面を参照して本発明による磁気共鳴
イメージング装置の一実施例を説明する。図1はこの実
施例の概略構成を示すブロック図である。ガントリ20
内には静磁場磁石1、X軸・Y軸・Z軸傾斜磁場コイル
2、及び送受信コイル3が設けられる。送受信コイル3
はガントリ内に埋め込まれるのではなく、寝台13の天
板内に埋め込まれる、あるいは被検体に直に装着されて
もよい。ここでは、頭部の撮影の場合の例を示してい
る。また、送受信コイルの代わりに送信、受信専用の別
々のコイルを用いてもよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of this embodiment. Gantry 20
A static magnetic field magnet 1, an X-axis / Y-axis / Z-axis gradient magnetic field coil 2 and a transmission / reception coil 3 are provided therein. Transmit / receive coil 3
Instead of being embedded in the gantry, it may be embedded in the top plate of the bed 13 or directly attached to the subject. Here, an example in the case of photographing the head is shown. Further, separate coils dedicated to transmission and reception may be used instead of the transmission / reception coil.

【0011】静磁場発生装置としての静磁場磁石1は例
えば超電導コイル、または常伝導コイルを用いて構成さ
れる。X軸・Y軸・Z軸傾斜磁場コイル2はX軸傾斜磁
場Gx、Y軸傾斜磁場Gy、Z軸傾斜磁場Gzを発生す
るためのコイルである。送受信コイル3はスライスを選
択するための選択励起パルスとしての高周波(RF)パ
ルスを発生し、かつ磁気共鳴により発生した磁気共鳴信
号(MR信号)を検出するために使用される。寝台13
の天板上に載置された被検体Pはガントリ20内のイメ
ージング可能領域(イメージング用磁場が形成される球
状の領域であり、この領域内でのみ診断が可能となる)
に挿入される。被検体Pの撮影対象部位、ここでは頭部
には、図2に示すような位置検出のための微小RFコイ
ルからなるマーカ17,18,19がベルト16等によ
り固定される。マーカ17,18,19は好ましくは正
三角形の頂点となるように位置決めされる。図1には示
していないが、マーカ17,18,19も送受信コイル
3と同様に送信器5、受信器6に接続される。
The static magnetic field magnet 1 as the static magnetic field generator is constructed by using, for example, a superconducting coil or a normal conducting coil. The X-axis / Y-axis / Z-axis gradient magnetic field coil 2 is a coil for generating an X-axis gradient magnetic field Gx, a Y-axis gradient magnetic field Gy, and a Z-axis gradient magnetic field Gz. The transmission / reception coil 3 is used to generate a radio frequency (RF) pulse as a selective excitation pulse for selecting a slice and to detect a magnetic resonance signal (MR signal) generated by magnetic resonance. Sleeper 13
The subject P placed on the top plate is an imageable region in the gantry 20 (a spherical region where an imaging magnetic field is formed, and diagnosis is possible only in this region).
Is inserted into. Markers 17, 18, and 19 made up of minute RF coils for position detection as shown in FIG. 2 are fixed to a region of the subject P to be imaged, here, the head, by a belt 16 or the like. The markers 17, 18, 19 are preferably positioned so as to be the vertices of an equilateral triangle. Although not shown in FIG. 1, the markers 17, 18, and 19 are also connected to the transmitter 5 and the receiver 6 similarly to the transmission / reception coil 3.

【0012】次に、本実施例の動作を説明する。本実施
例は撮影領域内に少なくとも3つのマーカ17,18,
19を設置し、パルスシーケンス実行中にマーカ17,
18,19の位置を計測しながらパルスシーケンスに補
正を加え撮影断面(スライス)の位置を被検体の動きに
追従させることに、被検体の動きにかかわらず常に同じ
断面を撮影し、アーチファクトを抑制するものである。
Next, the operation of this embodiment will be described. In this embodiment, at least three markers 17, 18,
19 is installed, the marker 17, while the pulse sequence is being executed,
By correcting the pulse sequence while measuring the positions of 18 and 19 so that the position of the imaging cross section (slice) follows the movement of the subject, the same cross section is always photographed regardless of the movement of the subject, and artifacts are suppressed. To do.

【0013】先ず、図3を参照して本発明の原理を説明
する。MRI装置は傾斜磁場中心Oe を原点とし、直交
するX軸、Y軸、Z軸の3軸からなる絶対座標系を持っ
ている。この絶対座標系において、直交3軸の基本ベク
トルを(e1 ,e2 ,e3 )とする。一般的に、
e1 =(1,0,0),e2 =(0,1,0),
e3 =(0,0,1)であり、座標原点Oe は(0,
0,0)である。
First, the principle of the present invention will be described with reference to FIG. The MRI apparatus has an absolute coordinate system having three axes of an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis which are orthogonal to each other and whose origin is the center Oe of the gradient magnetic field. In this absolute coordinate system, the basic vectors of the three orthogonal axes are (e1, e2, e3). Typically,
e1 = (1,0,0), e2 = (0,1,0),
e3 = (0,0,1), and the coordinate origin Oe is (0,
0,0).

【0014】第1、第2、第3のマーカ17,18,1
9の位置をP1 ,P2 ,P3 とする。3個のマーカ1
7,18,19により決定される平面を構成する基本ベ
クトルをf1 ,f2 、この平面の法線方向の基本ベ
クトルをf3 、この平面の原点をOf とする。具体的
には、第1のマーカP1 から直線P2 P3 に下ろした垂
線の交点をこの平面の原点Of とし、Of P1 の単位ベ
クトルをf1 、Of P2 の単位ベクトルをf2 とす
る。この場合、f3 =f1 ×f2 である。
First, second and third markers 17, 18, 1
The positions of 9 are designated as P1, P2 and P3. 3 markers 1
Let f1, f2 be the basic vectors constituting the plane determined by 7, 18, and 19, the basic vector in the normal direction of this plane be f3, and the origin of this plane be Of. Specifically, the intersection point of the perpendiculars drawn from the first marker P1 to the straight line P2 P3 is the origin Of of this plane, and the unit vector of Of P1 is f1 and the unit vector of Of P2 is f2. In this case, f3 = f1 xf2.

【0015】撮影断面の座標系も定義する。撮影断面
(平面)を構成する直交ベクトルをg1 、g2 、そ
の撮影断面の法線方向の基本ベクトルをg3 とする。
ここでも、g3 =g1 ×g2 である。
The coordinate system of the imaging section is also defined. It is assumed that the orthogonal vectors constituting the photographing section (plane) are g1 and g2, and the basic vector in the normal direction of the photographing section is g3.
Again, g3 = g1 xg2.

【0016】ここで、説明の便宜上、基本ベクトルg
1 をリード方向の基本ベクトル、基本ベクトルg2 を
エンコード方向の基本ベクトル、基本ベクトルg3 を
スライス方向の基本ベクトルとする。また、撮影断面の
画像中心をOg とする。
Here, for convenience of explanation, the basic vector g
Let 1 be the basic vector in the read direction, basic vector g2 be the basic vector in the encoding direction, and basic vector g3 be the basic vector in the slice direction. In addition, the image center of the photographing cross section is Og.

【0017】このような関係の下で、MRI装置の絶対
座標系の基本ベクトル(e1 ,e2 ,e3 )とマ
ーカにより決定される座標系の基本ベクトル(f1 ,
f2 ,f3 )との関係は直交行列Aを用いて(1)
式に示すように表わされる。
Under such a relationship, the basic vector (e1, e2, e3) of the absolute coordinate system of the MRI apparatus and the basic vector (f1, of the coordinate system determined by the marker).
For the relation with f2, f3), use the orthogonal matrix A (1)
It is expressed as shown in the equation.

【0018】同様に、マーカにより決定される座標系の
基本ベクトル(f1 ,f2 ,f3 )と撮影断面の
座標系の基本ベクトル(g1 ,g2 ,g3 )との
関係は直交行列Bを用いて(2)式に示すように表わさ
れる。
Similarly, the relationship between the basic vector (f1, f2, f3) of the coordinate system determined by the marker and the basic vector (g1, g2, g3) of the coordinate system of the imaging cross section uses the orthogonal matrix B ( It is expressed as shown in the equation (2).

【0019】 ここで直交行列Aはマーカ17,18,19(被検体)
とMRI装置との位置関係が変化すると変化するが、直
交行列Bはマーカ17,18,19と撮影断面(スライ
ス断面)との位置関係が変化しない限り一定である。す
なわち、被検体が動いても直交行列Bは不変である。
[0019] Here, the orthogonal matrix A is the markers 17, 18, 19 (subject)
Changes when the positional relationship between the MRI device and the
The cross matrix B is a marker 17, 18 and 19 and an imaging section (slide).
It is constant as long as the positional relationship with the cross section) does not change. You
That is, the orthogonal matrix B does not change even when the subject moves.

【0020】したがって撮影断面gをA,B,e,f
を用いて表現すると、次のようになる。 MRI装置の絶対座標系の原点Oe 、マーカ17,1
8,19により決定される平面の原点Of 、撮影断面
(スライス)の画像中心Og の関係は、式(4)によっ
て与えられる。
Therefore, the cross-section g of the image is taken as A, B, e, f
When expressed using, it becomes as follows. The origin Oe of the absolute coordinate system of the MRI apparatus, the markers 17 and 1
Origin Of of plane determined by 8 and 19 and imaging section
The relation of the image center Og of (slice) is calculated by the equation (4).
Given.

【0021】[0021]

【数1】 [Equation 1]

【0022】このため、被検体の動きに応じて直交行列
Aとベクトルvが変化するので、これらの変化に応じ
てパルスシーケンスに補正を加えることにより、常に同
じ断面を撮影することができる。また、これらの変化に
応じて収集データをシフトすることによりスライス面内
の位置合せを行なうことができる。これにより、被検体
が動いてもアーチファクトの無い画像を得ることができ
る。
Therefore, since the orthogonal matrix A and the vector v change according to the movement of the subject, the same cross section can always be photographed by correcting the pulse sequence according to these changes. Further, by shifting the collected data according to these changes, it is possible to perform alignment within the slice plane. This makes it possible to obtain an image without artifacts even when the subject moves.

【0023】磁気共鳴イメージングのためのパルスシー
ケンスとは、例えば図5に示すような一連の処理(以
下、シーケンス処理と称する)の一部(図5ではエンコ
ード方向の傾斜磁場強度)を少しづつ変更しながら繰返
し実行することで実現する。すなわち、1シーケンス単
位は、1回のRFパルスによる励起によりエコー信号を
収集する一連の処理を言うことにする。例えば、スライ
ス方向の傾斜磁場Gsを印加しながら90゜パルスと呼
ばれるRFパルスを印加し、その後、所定のエンコード
方向の傾斜磁場Geを印加してからリード方向の傾斜磁
場Grを印加し、さらにスライス方向の傾斜磁場Gsを
印加しながら180゜パルスと呼ばれるRFパルスを印
加すると、磁気共鳴信号(エコー信号)が発生し、エコ
ー信号を所定のGrを印加しながら検出する一連の処理
である。
The pulse sequence for magnetic resonance imaging is, for example, a part of a series of processing (hereinafter referred to as sequence processing) as shown in FIG. 5 (gradient magnetic field strength in the encoding direction in FIG. 5) is changed little by little. It is realized by executing it repeatedly. That is, one sequence unit means a series of processes for collecting echo signals by excitation with one RF pulse. For example, an RF pulse called a 90 ° pulse is applied while applying a gradient magnetic field Gs in the slice direction, then a gradient magnetic field Ge in a predetermined encoding direction is applied, and then a gradient magnetic field Gr in the read direction is applied, and further sliced. A magnetic resonance signal (echo signal) is generated when an RF pulse called a 180 ° pulse is applied while applying a directional gradient magnetic field Gs, and this is a series of processes for detecting an echo signal while applying a predetermined Gr.

【0024】このような原理に基づいた本実施例の動作
を図4に示したフローチャートを参照して説明する。ス
テップ#1では、変数i及び変数jにそれぞれ1を設定
する。ここで、変数i,jはパルスシーケンスの1シー
ケンス単位の実行回数に関する変数である。
The operation of this embodiment based on such a principle will be described with reference to the flow chart shown in FIG. At step # 1, 1 is set to each of the variable i and the variable j. Here, the variables i and j are variables relating to the number of executions of the pulse sequence in one sequence unit.

【0025】ステップ#2で、第1のマーカ17、第2
のマーカ18及び第3のマーカ19の位置を検出する。
マーカの位置が検出されると、MRI装置の絶対座標と
から(1)式に従って直交行列Aが求められる。
In step # 2, the first marker 17 and the second marker 17
The positions of the marker 18 and the third marker 19 are detected.
When the position of the marker is detected, the orthogonal matrix A is obtained from the absolute coordinates of the MRI apparatus according to the equation (1).

【0026】各マーカの位置計測については、例えばMa
gnetic Resonance In Medicine, vol. 29, No. 3, 199
3, pp411-415 の論文"Real-time Position Monitoring
of Invasive Devices Using Magnetic Resonance", G.
L. Dumoulin et al. 著に記載の手法を用いることがで
きる。ここでは、図6に示すようなアダマード符号化法
によるパルスシーケンスを用いて4回の信号収集を行な
い、次のようにX,Y,Zの位置情報を得ることができ
る。
For measuring the position of each marker, for example, Ma
gnetic Resonance In Medicine, vol. 29, No. 3, 199
3, pp411-415, "Real-time Position Monitoring"
of Invasive Devices Using Magnetic Resonance ", G.
The method described by L. Dumoulin et al. Can be used. Here, signal acquisition is performed four times using a pulse sequence by the Hadamard encoding method as shown in FIG. 6, and X, Y, Z position information can be obtained as follows.

【0027】 X=−P(ex1)+P(ex2)+P(ex3)−P(ex4) (6) Y=−P(ex1)+P(ex2)−P(ex3)+P(ex4) (7) Z=−P(ex1)−P(ex2)+P(ex3)+P(ex4) (8) ここで、P(ex1),P(ex2),P(ex3),
P(ex4)はそれぞれ1,2,3,4回目の信号収集
により決定されたマーカ位置である。なお、各回の信号
収集時の傾斜磁場の極性は次のように設定されている。
X = −P (ex1) + P (ex2) + P (ex3) −P (ex4) (6) Y = −P (ex1) + P (ex2) −P (ex3) + P (ex4) (7) Z = -P (ex1) -P (ex2) + P (ex3) + P (ex4) (8) Here, P (ex1), P (ex2), P (ex3),
P (ex4) is the marker position determined by the 1st, 2nd, 3rd and 4th signal acquisition, respectively. The polarity of the gradient magnetic field at the time of collecting signals each time is set as follows.

【0028】 ステップ#3で、マーカの位置情報の変化から被検体の
動きの程度を検出し、体動が補正可能な範囲内か否かを
判定する。補正が不可能と判断されるのは、次のような
場合である。
[0028] In step # 3, the degree of movement of the subject is detected from changes in the marker position information, and it is determined whether or not the body movement is within a correctable range. The correction is judged to be impossible in the following cases.

【0029】(1) 撮影対象が傾斜磁場の線形制保証領域
から外れた場合。 (2) 撮影対象が送受信コイル3の感度領域から外れた場
合。 (3) 撮影対象が静磁場均一性保証領域から外れた場合。
(1) When the object to be imaged is out of the linear control guarantee region of the gradient magnetic field. (2) When the object to be photographed is out of the sensitivity area of the transmission / reception coil 3. (3) The object to be photographed is out of the static magnetic field homogeneity guarantee area.

【0030】(4) マーカ17,18,19相互の位置関
係が大きく異なった場合。 補正が不可能であると判定された場合は、ステップ#4
で、変数iがインクメント(+1)され、ステップ#5
で、変数iが上限回数Lに等しいか否か判定される。上
限回数Lとはマーカ位置を検出するために同一シーケン
ス単位を繰返し実行できる最大数である。変数iが上限
回数Lに達した場合は、所定のエラー処理を行なった
後、終了する。
(4) When the positional relationships among the markers 17, 18 and 19 are greatly different from each other. If it is determined that the correction is impossible, step # 4
Then, the variable i is incremented (+1), and step # 5
Then, it is determined whether the variable i is equal to the upper limit number L. The upper limit number L is the maximum number of times the same sequence unit can be repeatedly executed to detect the marker position. When the variable i reaches the upper limit number L, a predetermined error process is performed, and then the process ends.

【0031】また、変数iが上限回数Lに等しくなけれ
ば(L未満ならば)、ステップ#2のマーカ位置検出処
理が再び実行される。ステップ#3で、補正が可能であ
ると判定された場合は、ステップ#6で、変数iに1が
設定されるとともに、変数jがインクリメント(+1)
される。後述するが、この変数jはエンコード量に関す
る変数である。
If the variable i is not equal to the upper limit number L (less than L), the marker position detecting process of step # 2 is executed again. When it is determined in step # 3 that the correction is possible, the variable i is set to 1 and the variable j is incremented (+1) in step # 6.
To be done. As will be described later, this variable j is a variable relating to the encoding amount.

【0032】ステップ#7でマーカの位置情報に基づい
てパルスシーケンスの補正が行なわれる。シーケンスの
補正はオブリーク処理(傾斜磁場出力の回転変換)と撮
影断面のオフセット(RFパルスの搬送波にオフセット
周波数を加える)とからなる。
In step # 7, the pulse sequence is corrected based on the marker position information. The sequence correction includes oblique processing (rotational conversion of gradient magnetic field output) and offset of an imaging section (adding an offset frequency to the carrier wave of the RF pulse).

【0033】先ず、オブリーク処理について説明する。
本実施例により必要とされる傾斜磁場パルスシーケンス
(補正後)をGo (t)とし、基本ベクトル(g1 ,
g2 ,g3 )で定まる平面を撮影するのに必要な傾
斜磁場パルスシーケンスをGi (t)と定義する。前述
したように、傾斜磁場Go (t)は(X,Y,Z)の3
成分を持ち、その3成分を(Go1,Go2,Go3)とす
る。Gi (t)は(リード、エンコード、スライス)の
3成分を持ち、その3成分を(Gi1,Gi2,Gi3)とす
る。
First, the oblique processing will be described.
The gradient magnetic field pulse sequence (after correction) required by this embodiment is Go (t), and the basic vector (g1,
The gradient magnetic field pulse sequence required to image the plane defined by g2, g3) is defined as Gi (t). As described above, the gradient magnetic field Go (t) is 3 of (X, Y, Z).
It has a component and the three components are (Go1, Go2, Go3). Gi (t) has three components (read, encode, slice), and these three components are (Gi1, Gi2, Gi3).

【0034】撮影断面の座標軸の基本ベクトルgと絶対
座標系の基本ベクトルeとの関係が(3)式で表わさ
れるので、座標系で表現された傾斜磁場Go (t)とリ
ード、エンコード、スライスで表現されるGi (t)と
の関係は次式により与えられる。
Since the relationship between the basic vector g of the coordinate axis of the imaging section and the basic vector e of the absolute coordinate system is expressed by the equation (3), the gradient magnetic field Go (t) expressed by the coordinate system and the read, encode, and slice. The relationship with G i (t) expressed by is given by the following equation.

【0035】 ここで、T は転置を表わす。[0035] Here, T represents transposition.

【0036】すなわち、被検体の動きによりマーカとM
RI装置の絶対座標との関係が変動すると、上述したよ
うに直交行列Aが変化するので、ステップ#2で求めら
れた直交行列Aを用いて傾斜磁場を補正することによ
り、被検体が動いても常に同一断面が撮影される。
That is, the marker and M
When the relationship with the absolute coordinates of the RI apparatus changes, the orthogonal matrix A changes as described above. Therefore, by correcting the gradient magnetic field using the orthogonal matrix A obtained in step # 2, the subject moves. The same cross section is always taken.

【0037】次に、撮影断面のオフセット処理について
説明する。絶対座標系の原点Oe と撮影断面との距離D
は次式で表される。 D=(v,g3 ) (10) RFパルスの所定の周波数に加算されるオフセット周波
数δf は次式で表される。
Next, the offset processing of the photographing section will be described. The distance D between the origin Oe of the absolute coordinate system and the shooting section
Is represented by the following equation. D = (v, g3) (10) The offset frequency δf added to the predetermined frequency of the RF pulse is expressed by the following equation.

【0038】 δf =γ・Gs ・D (11) ここで、γは磁気回転率、Gs はスライス方向の傾斜磁
場強度を示す。すなわち、被検体の動きによりMRI装
置の座標系の原点Oe と撮影断面との距離Dが変化する
と、この距離Dに応じて周波数オフセットδf を補正す
ることにより、被検体が動いても常に同一の断面が撮影
される。
Δf = γGsD (11) where γ is the gyromagnetic rate and Gs is the gradient magnetic field strength in the slice direction. That is, when the distance D between the origin Oe of the coordinate system of the MRI apparatus and the imaging cross section changes due to the movement of the subject, the frequency offset δf is corrected according to this distance D, so that the subject is always the same even if the subject moves. A cross section is taken.

【0039】ステップ#8で、このように補正されたパ
ルスシーケンスの1シーケンス単位を実行し、データ収
集を行う。ステップ#9で、収集データを補正し、撮影
面内での位置合わせを行う。この補正とは、スライス面
内で基本ベクトルg1 ,g2 方向にデータシフトを
行い、スライス面内の位置合わせを行うことである。
In step # 8, one sequence unit of the pulse sequence thus corrected is executed to collect data. In step # 9, the collected data is corrected and the position is adjusted within the imaging plane. This correction means performing data shift in the slice plane in the directions of the basic vectors g1 and g2 to perform alignment in the slice plane.

【0040】このデータシフト補正については、例えば
Magnetic Resonance In Medicine,vol. 29, No. 3, 199
3, pp327-334 の論文"Correction of Translational Mo
tion Artifacts in Multi-Slice Spin-Echo Imaging Us
ing Self Calibration", L.-H. Zang et al. 著に記載
の手法を用いることができる。以下、この概略を説明す
る。
Regarding this data shift correction, for example,
Magnetic Resonance In Medicine, vol. 29, No. 3, 199
3, pp327-334, "Correction of Translational Mo
tion Artifacts in Multi-Slice Spin-Echo Imaging Us
ing Self Calibration ", L.-H. Zang et al. can be used. The outline will be described below.

【0041】先ず、参照断面(1回目のシーケンス単位
を実行した時の撮影断面)を撮影する時の座標原点をO
f (s),Og (s)とする。ベクトルvはベクトル
Oe Of (s)とベクトルOf (s)Og (s)との合
成ベクトルとして表わされるので、(5)式を次式のよ
うに変形する。
First, the coordinate origin at the time of photographing the reference section (the section for photographing when the first sequence unit is executed) is set to O.
Let f (s) and Og (s). Since the vector v is expressed as a composite vector of the vector Ofe Of (s) and the vector Of (s) Og (s), the equation (5) is transformed into the following equation.

【0042】[0042]

【数2】 [Equation 2]

【0043】 なお、αl 、βk は展開係数である。[0043] Note that αl , Βk Is the expansion coefficient.

【0044】(12)式の右辺第1項は、MRI装置の
絶対座標系とマーカ17,18,19の位置関係を表
し、シーケンス実行中にマーカ位置をモニタリングする
ことによりα(s)を求めることが可能である。また、
右辺第2項は、撮影断面とマーカ17,18,19の位
置関係を表しており、撮影断面を変更しない限り不変で
ある。すなわち、参照断面決定時にβの値は決定され
る。
The first term on the right side of the equation (12) represents the positional relationship between the absolute coordinate system of the MRI apparatus and the markers 17, 18 and 19, and α (s) is obtained by monitoring the marker position during sequence execution. It is possible. Also,
The second term on the right side represents the positional relationship between the imaging cross section and the markers 17, 18, and 19 and remains unchanged unless the imaging cross section is changed. That is, the value of β is determined when the reference cross section is determined.

【0045】撮影中はマーカ17,18,19の位置を
検出することによりαを求め、撮影中に患者頭部が動
き、その位置が変化しても、(9)式に従ってベクトル
vを求めることができる。
During photographing, α is obtained by detecting the positions of the markers 17, 18, and 19, and even if the patient's head moves during photographing and the position changes, the vector v is obtained according to the equation (9). You can

【0046】このように求めたベクトルvを用いて、
収集データのスライス面内の位置合わせ(リード方向及
びエンコード方向のデータシフト)を行う。参照断面の
リード方向及びエンコード方向のデータシフト値(δk
r,δke)は次式のように表わされる。
Using the vector v thus obtained,
Positioning of the collected data within the slice plane (data shift in the read direction and the encode direction) is performed. Data shift value (δk
r, δke) is expressed by the following equation.

【0047】 (δkr,δke)=((v,g1 ),(v,g2 )) (13) (13)式に示した(δkr,δkez)に基づいて各撮影
断面内のデータシフト補正を次式を適用して行う。
(Δkr, δke) = ((v, g1), (v, g2)) (13) Based on (δkr, δkez) shown in the equation (13), data shift correction in each imaging cross section is performed as follows. Apply by applying an expression.

【0048】 Scor (kr,ke) =S(kr,ke)exp[−2πi{δkr(kr/nr)+δke(ke/ne)} ] (14) ただし、 Scor :スライス面内位置合わせ(補正)後データ、 S:収集データ、 kr:リード方向の座標、 ke:エンコード方向の座標、 nr:リード方向のデータポイント数、 ne:エンコード方向のデータポイント数を示してい
る。
Scor (kr, ke) = S (kr, ke) exp [−2πi {δkr (kr / nr) + δke (ke / ne)}] (14) where Scor: Slice in-plane alignment (correction) Post data, S: collected data, kr: coordinates in the read direction, ke: coordinates in the encode direction, nr: number of data points in the read direction, ne: number of data points in the encode direction.

【0049】ステップ#10で、変数jが繰返し実行す
べきシーケンス単位の総数Mに等しいか否か、すなわち
1枚の画像を得るのに必要な全てのデータが収集された
か否かを判定する。変数jが総数Mに等しくなければ、
ステップ#2のマーカ位置検出処理が再び実行され、変
数jが撮影すべきシーケンスの総数Mに等しければ、終
了する。
At step # 10, it is judged whether the variable j is equal to the total number M of sequence units to be repeatedly executed, that is, whether all the data necessary for obtaining one image have been collected. If the variable j is not equal to the total number M, then
The marker position detection process of step # 2 is executed again, and if the variable j is equal to the total number M of sequences to be imaged, the process ends.

【0050】以上説明したように、本実施例によれば、
各シーケンス単位の実行前に被検体の変動を検出し、変
動量に応じて撮影断面位置を補正するとともに、収集デ
ータを補正することにより、常に同じ断面を撮影するこ
とができ、撮影中に被検体が動くことにより生じるアー
チファクトの無い画像を得ることができる磁気共鳴イメ
ージング装置が提供される。従来のEXORCIST法とは異な
り、頭部撮影時に頭部にマーカを付ける時等、撮影断面
とマーカの位置関係が変わらない場合に利用可能であ
る。
As described above, according to this embodiment,
By detecting changes in the subject before each sequence unit and correcting the imaging cross-section position according to the amount of fluctuation and correcting the collected data, the same cross-section can always be taken, and There is provided a magnetic resonance imaging apparatus capable of obtaining an image free from artifacts caused by movement of a specimen. Unlike the conventional EXORCIST method, it can be used when the positional relationship between the imaging section and the marker does not change, such as when attaching a marker to the head during imaging of the head.

【0051】本発明は上述した実施例に限定されず種々
変形して実施可能である。例えば、上述の撮影は2次元
イメージングの場合であるが、3次元イメージングにも
適用可能である。その場合は、収集データのシフト補正
において、スライス方向のデータシフト量δksを(1
5)式により求め、(16)式に従ってデータシフト補
正を行う δks=(v,g3 ) (15) Scor (kr,ke,ks) =S(kr,ke,ks)exp[−2πi{δkr(kr/nr) +δke(ke/ne)+δks(ks/ns)}] (16) ただし、 ks:スライス方向の座標、 ns:スライス方向のデータポイント数を示している。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be implemented with various modifications. For example, the above-mentioned imaging is a case of two-dimensional imaging, but it is also applicable to three-dimensional imaging. In that case, the data shift amount δks in the slice direction is (1
5), and data shift correction is performed according to equation (16) δks = (v, g3) (15) Scor (kr, ke, ks) = S (kr, ke, ks) exp [-2πi {δkr ( kr / nr) + δke (ke / ne) + δks (ks / ns)}] (16) Here, ks: coordinates in the slice direction, ns: the number of data points in the slice direction.

【0052】また、上述した実施例では、1シーケンス
単位の実行毎にマーカの位置を検出しているが、撮影時
間短縮のためにマーカの位置検出は複数のシーケンス単
位の実行毎でもよい。
Further, in the above-mentioned embodiment, the position of the marker is detected every execution of one sequence unit, but the position of the marker may be detected every execution of a plurality of sequence units in order to shorten the photographing time.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、被
検体の動きに応じてパルスシーケンスを調整し撮影断面
を動きに追従させることにより常に同じ断面を撮影する
ことができるので、アーチファクトの無い画像を得るこ
とができる磁気共鳴イメージング装置を提供できる。ま
た、アーチファクトの無い画像が得られるので、分解
能、解像度の高い画像が1回の検査で得られることにな
り、再検査の必要がなくなる利点もある。
As described above in detail, according to the present invention, since the same cross section can be photographed at all times by adjusting the pulse sequence according to the movement of the subject and making the photographing cross section follow the movement, an artifact is produced. It is possible to provide a magnetic resonance imaging apparatus that can obtain a clear image. Further, since an image without artifacts can be obtained, an image with high resolution and high resolution can be obtained by a single inspection, which has the advantage of eliminating the need for re-inspection.

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

【図1】本発明による磁気共鳴イメージング装置の一実
施例の構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention.

【図2】本実施例で被検体の位置変動の検出のために撮
影部位に取り付けられる微小RFコイルを示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a micro RF coil attached to an imaging region for detecting a positional variation of a subject in the present embodiment.

【図3】本実施例の補正の原理を説明するために各種座
標系の関係を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship of various coordinate systems for explaining the correction principle of the present embodiment.

【図4】本実施例の動作を示すフローチャート。FIG. 4 is a flowchart showing the operation of this embodiment.

【図5】本実施例のパルスシーケンスを示す図。FIG. 5 is a diagram showing a pulse sequence of the present embodiment.

【図6】マーカの位置を検出する際のパルスシーケンス
を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a pulse sequence when detecting the position of a marker.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…静磁場磁石、2…X軸・Y軸・Z軸傾斜磁場コイ
ル、3…送受信コイル、4…静磁場制御装置、5…送信
器、6…受信器、7…X軸傾斜磁場アンプ、8…Y軸傾
斜磁場アンプ、9…Z軸傾斜磁場アンプ、10…シーケ
ンサ、11…コンピュータシステム、12…表示部、1
7,18,19…マーカ。
1 ... Static magnetic field magnet, 2 ... X-axis / Y-axis / Z-axis gradient magnetic field coil, 3 ... Transmitting / receiving coil, 4 ... Static magnetic field control device, 5 ... Transmitter, 6 ... Receiver, 7 ... X-axis gradient magnetic field amplifier, 8 ... Y-axis gradient magnetic field amplifier, 9 ... Z-axis gradient magnetic field amplifier, 10 ... Sequencer, 11 ... Computer system, 12 ... Display unit, 1
7, 18, 19 ... Markers.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮影対象の3箇所の点の位置を検出する
ことにより撮影対象の動きを検出する手段と、 前記撮影対象の所定の断面を常に撮影するように前記検
出手段の検出結果に基づいて磁気共鳴イメージングのた
めのパルスシーケンスを調整する制御手段とを具備する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
1. A means for detecting the movement of an object to be photographed by detecting the positions of three points on the object to be photographed, and a means for constantly photographing a predetermined cross section of the object to be photographed based on the detection result of the detector. And a control means for adjusting a pulse sequence for magnetic resonance imaging.
【請求項2】 前記制御手段はオブリーク処理、オフセ
ット処理により撮影断面の位置を調整する手段を具備す
ることを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージ
ング装置。
2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the control unit includes a unit that adjusts the position of an imaging cross section by an oblique process and an offset process.
【請求項3】 前記制御手段は収集した磁気共鳴信号を
補正してスライス面内の画像の位置を調整する手段を具
備することを特徴とする請求項1、または請求項2に記
載の磁気共鳴イメージング装置。
3. The magnetic resonance according to claim 1, wherein the control means comprises means for correcting the collected magnetic resonance signal to adjust the position of the image in the slice plane. Imaging equipment.
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JP17090594 1994-07-22
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001340315A (en) * 2000-06-05 2001-12-11 Toshiba Corp Mri apparatus and mr imaging method
JP5788318B2 (en) * 2009-06-25 2015-09-30 株式会社日立メディコ Magnetic resonance imaging apparatus and imaging slice determination method
JP2022127462A (en) * 2021-02-19 2022-08-31 富士フイルムヘルスケア株式会社 Receiving coil device, and magnetic resonance imaging device including the same

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