JPH0751124B2 - NMR inspection device using chemical shift value - Google Patents
NMR inspection device using chemical shift valueInfo
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- JPH0751124B2 JPH0751124B2 JP60206096A JP20609685A JPH0751124B2 JP H0751124 B2 JPH0751124 B2 JP H0751124B2 JP 60206096 A JP60206096 A JP 60206096A JP 20609685 A JP20609685 A JP 20609685A JP H0751124 B2 JPH0751124 B2 JP H0751124B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はNMRイメージング装置に係り、特に化学シフト
差を用いて被検体の断層像に診断情報を反映させること
のできるNMR検査装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an NMR imaging apparatus, and more particularly to an NMR examination apparatus capable of reflecting diagnostic information on a tomographic image of a subject by using a chemical shift difference.
従来のNMRイメージング装置は1H核を用い、その密度あ
るいは緩和時間を画像化するものである。最近、水と脂
肪の1H核の密度を別々に画像する試みがNMR医学会で発
表され注目されるようになつた。これは、従来と同じ手
法で断層像を撮影しておく。次に水と脂肪の化学シフト
によつて生じる共鳴周波数の差を利用して水と脂肪の信
号の位相差を180゜有するように信号の取込みシーケン
ス(パルスシーケンスと呼ぶ)を変更して断層像を撮影
する。この2つの画像より画像間演算によつて次の分布
図あるいは、脂肪の分布図を得る。この方法では2回の
撮影をしなければならず、撮影のために要する検査時間
が長びく。さらに、2つの撮影中に被検体が動くなどに
より2つの画像が一致しないことから生じる誤差により
正確さを欠くなどの欠点があつた。A conventional NMR imaging device uses 1 H nuclei to image its density or relaxation time. Recently, an attempt to separately image the density of 1 H nuclei in water and fat was presented at the NMR Medical Association and has been attracting attention. For this, a tomographic image is captured in the same manner as in the past. Next, the signal acquisition sequence (called a pulse sequence) is changed so that the phase difference between the water and fat signals is 180 ° by utilizing the difference in resonance frequency caused by the chemical shift between water and fat, and the tomographic image is obtained. To shoot. From these two images, the next distribution map or fat distribution map is obtained by inter-image calculation. According to this method, it is necessary to take the image twice, which increases the inspection time required for the image taking. Further, there are drawbacks such as lack of accuracy due to an error caused by the fact that the two images do not match due to the movement of the subject during the two imaging.
本発明の目的は化学シフト差を用いて水と脂肪の分布画
像を短時間で正確に撮影することのできる化学シフト値
を用いたNMR検査装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide an NMR inspection apparatus using a chemical shift value that can accurately capture a distribution image of water and fat in a short time by using the chemical shift difference.
本発明は、静磁場を発生する磁場装置と互いに直交する
2方向の磁場に勾配を持たせる傾斜磁場装置を組合せて
得られる磁場内に被検体を置き、被検体のNMR信号を励
起・検出する手段を有し、NMR信号を演算処理する計算
機と演算処理されたNMR信号を表示する表示装置を有す
るものにおいて、上記被検体のNMR信号は90゜パルスと1
80゜パルスを組合せ、かつ少なくとも1つの傾斜磁場に
よるエコー信号として検出するように構成され、90゜パ
ルスによる核スピンの選択励起からNMRエコー信号の発
生までのエコータイムを異ならせた2通りの90゜−180
゜−エコーで占されるスピンエコーシーケンスを設定す
るとともに、この異なったエコータイムの2通りのスピ
ンエコーシーケンスを交互に実行する手段を備えたこと
を特徴とするものである。According to the present invention, a subject is placed in a magnetic field obtained by combining a magnetic field device that generates a static magnetic field and a gradient magnetic field device that gives gradients to magnetic fields in two directions orthogonal to each other, and an NMR signal of the subject is excited and detected. And a display device for displaying the processed NMR signal, wherein the NMR signal of the subject is 90 ° pulse and 1
It is configured to combine 80 ° pulses and to detect as an echo signal by at least one gradient magnetic field, and two types of 90 with different echo times from selective excitation of nuclear spins by 90 ° pulse to generation of NMR echo signal. ° -180
The present invention is characterized in that a means for setting a spin echo sequence to be occupied by a ° -echo and for alternately executing two kinds of spin echo sequences having different echo times is provided.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
第1図には本発明によるNMR検査装置のブロツク図が示
されている。被検体(図には示していない)は患者テー
ブル1上に配置され、磁場2内に導入される。磁石の内
側にはX・Y・Zの3方向に勾配を有する傾斜磁場を印
加するコイルとNMR現象を励起・観測する高周波コイル
(共に図では見えない)が挿入されている。傾斜磁場コ
イルには傾斜磁場電源3が接続され、計算機4の制御信
号により駆動されている。NMR信号は、高周波コイルで
検出され、高周波回路5で適切なレベルに増幅され計算
機に入力される。計算機ではNMR信号は演算処理されデ
イスプレイモニター6で表示される。FIG. 1 shows a block diagram of the NMR inspection apparatus according to the present invention. A subject (not shown) is placed on the patient table 1 and introduced into the magnetic field 2. Inside the magnet, a coil for applying a gradient magnetic field having gradients in three directions of X, Y, and Z and a high-frequency coil for exciting and observing the NMR phenomenon (both not visible in the figure) are inserted. A gradient magnetic field power supply 3 is connected to the gradient magnetic field coil and is driven by a control signal from a computer 4. The NMR signal is detected by the high frequency coil, amplified by the high frequency circuit 5 to an appropriate level, and input to the computer. The NMR signal is arithmetically processed in the computer and displayed on the display monitor 6.
第1図に示すNMR検査装置を用いられるスピンエコーシ
ーケンスであるパルスシーケンスを第2図と第3図に示
す。A pulse sequence, which is a spin echo sequence used in the NMR inspection apparatus shown in FIG. 1, is shown in FIGS. 2 and 3.
第2図に示すパルスシーケンスAでは、線形の傾斜磁場
Gzを印加しておいて、選択された高周波磁界を被検体に
印加すれば、選択的にスライス面内の核スピンを90゜傾
すことができる。(このことは特公昭60−12574に詳し
く伸べられていう)。スライス面が決定された後、面内
の位置情報を核スピンに与えるためY方向に傾斜磁場Gy
を印加する。核スピンの共鳴周波数はGyの大きさに比例
して高くなる。これは、位相差として観測されることに
なるので通常Y方向は位相エンコード方向と呼ばれる。
Y方向に位相エンコード後、X方向に傾斜磁場Gxを印加
しておいて信号を256点サンプリングする。Gyの大きさ
を256段階に変化させて信号サンプリングを繰返すと、2
56×256のマトリクスでデータが得られる。これらのデ
ータを二次元フーリエ交換することにより所望のNMR断
層像を得ることができる。90゜−τ−180゜パルス系列
ではτ時間後にNMR信号はエコー信号として得られる。
選択励起を起こす90゜パルスの中心からエコーの中心ま
でがエコータイムと呼ばれるGxの印加にあたつては、第
2図中の斜線部イと斜線部ロの面積が等しくなるように
調整させる。すなわち、90゜−180゜パルス間と180゜−
エコー信号間の傾斜磁場Gxにより位相回りは無いことに
なる。エコー信号のサンプリングは、実効的にGxが0の
ときからGxの印加量に比例しておこなわれることになる
ので、正確にX方向の位相情報が取り込まれる。In the pulse sequence A shown in FIG. 2, a linear gradient magnetic field is used.
If Gz is applied and the selected high-frequency magnetic field is applied to the subject, the nuclear spins in the slice plane can be selectively inclined by 90 °. (This is said in detail in Japanese Examined Patent Publication 60-12574). After the slice plane is determined, a gradient magnetic field Gy in the Y direction is given in order to give in-plane position information to the nuclear spins.
Is applied. The resonance frequency of nuclear spins increases in proportion to the size of Gy. Since this is observed as a phase difference, the Y direction is usually called the phase encode direction.
After phase encoding in the Y direction, a gradient magnetic field Gx is applied in the X direction and signals are sampled at 256 points. When the signal sampling is repeated by changing the size of Gy in 256 steps, 2
Data can be obtained in a 56 × 256 matrix. A desired NMR tomographic image can be obtained by performing two-dimensional Fourier exchange on these data. In the 90 ° -τ-180 ° pulse sequence, the NMR signal is obtained as an echo signal after τ time.
When applying Gx, which is called the echo time, from the center of the 90 ° pulse that causes selective excitation to the center of the echo, adjustment is made so that the shaded areas a and b in FIG. 2 are equal in area. That is, between 90 ° -180 ° pulses and 180 °-
There is no phase rotation due to the gradient magnetic field Gx between the echo signals. Since the sampling of the echo signal is effectively performed in proportion to the applied amount of Gx from the time when Gx is 0, the phase information in the X direction is accurately captured.
第3図のパルスシーケンスBでは180゜−エコー信号の
間隔をτ2だけ延長するように構成したものである。こ
のようにパルスシーケンスAのエコータイムと異なった
エコータイムを有するパルスシーケンスBを用いて2通
りのパルスシーケンスで構成すれば、被検体に2成分以
上存在するときにはエコー信号にτ2時間による位相差
として現われてくる。これは、180゜パルスによる位相
の一致はτ1時間後になり、この時点から各成分はそれ
ぞれ固有の共鳴周波数で歳差運動を呈するからである。
この共鳴周波数差を化学シフトと呼ばれている。In the pulse sequence B of FIG. 3, the interval of 180 ° -echo signal is extended by τ 2 . As described above, if the pulse sequence B having the echo time different from the echo time of the pulse sequence A is used to form two types of pulse sequences, the phase difference due to τ 2 time is added to the echo signal when there are two or more components in the subject. Appears as. This is because the phase matching by the 180 ° pulse occurs after τ 1 hour, and from this time point, each component exhibits precession at its own resonance frequency.
This resonance frequency difference is called a chemical shift.
このパルスシーケンスBを水と脂肪に適用した場合に述
べる。水と脂肪の化学シフト差は約3.5ppmである。0.15
テスラの磁場では周波数差20ヘルツとなる。そこでτ2
を25msecに設定すれば、水と脂肪の信号の位相差が180
゜になる。The case where this pulse sequence B is applied to water and fat will be described. The chemical shift difference between water and fat is about 3.5 ppm. 0.15
In the magnetic field of Tesla, the frequency difference is 20 hertz. Then τ 2
If is set to 25 msec, the phase difference between the water and fat signals will be 180
It becomes °.
第4図にパルスシーケンスAとパルスシーケンスBによ
り得られる水と脂肪の信号と再生像を示す。パルスシー
ケンスAで得られた信号を像再生すれば、水と脂肪の両
方出ている画像が得られる。パルスシーケンスAで得ら
れた信号とパルスシーケンスBで得られた信号を加算し
て像再生すれば脂肪のみの画像が得られる。逆に減算し
てから像再生すれば、水のみの画像が得られることにな
る。FIG. 4 shows water and fat signals and reconstructed images obtained by the pulse sequence A and the pulse sequence B. If the signal obtained by the pulse sequence A is image-reproduced, an image showing both water and fat can be obtained. An image of fat alone can be obtained by adding the signal obtained by the pulse sequence A and the signal obtained by the pulse sequence B and reproducing the image. Conversely, if the image is reproduced after the subtraction, an image of only water is obtained.
第5図にパルスシーケンスAとパルスシーケンスBの組
合せを示す。ここでY0,Y1,Y2…Y256は位相エンコード傾
斜磁場GYの大きさを示す。1のパルス列は従来採用され
ているものである。Gyの値が2回繰返されているのは画
像のS/N比を向上するための信号平均化していることに
よる。2のパルス列はパルスシーケンスAとパルスシー
ケンスBを交互に行う本発明によるものである。仮り
に、パルスシーケンAとBを交互に行うのではなく、パ
ルスシーケンスAのパルス列(以下、パルス列Aと言
う。)とパルスシーケンスBのパルス列(以下、パルス
列Bと言う。)をそれぞれ別々に走らせて信号を得る場
合、この信号を加算又は減算して作成される水と脂肪の
画像は、パルス画列Aとパルス列Bの実行の間に被検体
が少しでも動いて位置が変われば、又は静磁場強度が少
しでも変化すれば、動きの位置ずれ又は静磁場に対す位
置ずれの影響を大きく受ける。これに対し、本発明の2
のパルス列で作成されると水と脂肪の画像、水の画像、
脂肪の画像は、パルスシーケンスAとBを交互に行うの
で、パルスシーケンスAとBの各画像に対応する信号を
ほぼ同時に得ることができ、信号を加算又は減算する画
像作成において、被検体の動きで生じる位置ずれ又は静
磁場強度の変化に対する位置ずれの影響を受にくくな
る。かつ、これら3種類の画像を画像上で加算すれば、
1のパルスシーケンスと等価のS/Nの画像が得られる。FIG. 5 shows a combination of pulse sequence A and pulse sequence B. Here, Y 0 , Y 1 , Y 2 ... Y 256 represent the magnitude of the phase encoding gradient magnetic field GY. The pulse train of No. 1 has been conventionally adopted. The Gy value is repeated twice because the signal is averaged to improve the S / N ratio of the image. The second pulse train is according to the present invention in which the pulse sequence A and the pulse sequence B are alternately performed. If the pulse sequence A and the pulse sequence B are not alternately performed, the pulse train of the pulse sequence A (hereinafter referred to as the pulse train A) and the pulse train of the pulse sequence B (hereinafter referred to as the pulse train B) are separately run. When a signal is obtained by adding or subtracting these signals, the water and fat images are created if the position of the subject changes even during the execution of pulse train A and pulse train B, or if the position of the subject changes. If the magnetic field strength changes even a little, it is greatly affected by the displacement of the movement or the displacement of the static magnetic field. On the other hand, according to the invention 2
Water and fat images, water images, created with a pulse train of
In the fat image, since the pulse sequences A and B are alternately performed, the signals corresponding to the images of the pulse sequences A and B can be obtained almost at the same time. It becomes difficult to receive the influence of the positional deviation caused by the positional deviation or the change of the static magnetic field strength. And if these three types of images are added on the image,
An S / N image equivalent to one pulse sequence is obtained.
以上の説明では磁石の発生する磁場は均一な場合である
が、磁場の均一度が化学シフト値に比べて無視できない
場合には、磁場の不均一による位相回りと化学シフトに
よる位相回りが区別できない。この対策には、均一な物
質を満たしたフアントムを用いて、磁場不均一による位
相回りをあらかじめ求めておき、得られら画像を補正す
ることで可能である。In the above description, the magnetic field generated by the magnet is uniform, but when the magnetic field homogeneity is not negligible compared to the chemical shift value, the phase rotation due to the non-uniformity of the magnetic field and the phase rotation due to the chemical shift cannot be distinguished. . This can be done by using a phantom filled with a uniform substance to obtain the phase rotation due to the magnetic field inhomogeneity in advance and correct the obtained image.
本願発明によれば、2通りの異なったエコータイムを有
するスピンエコーシーケンスを交互に行うので、撮影開
始から終了までの一つの撮影時間内に、被検体の動きや
静磁場強度の変化が多少あっても、水と脂肪の画像、水
の画像、脂肪の画像に生じる位置ずれの影響を少なくす
ることができるという効果が得られる。According to the present invention, since spin echo sequences having two different echo times are alternately performed, there is a slight change in the movement of the subject or the static magnetic field strength within one imaging time from the start to the end of imaging. However, it is possible to obtain the effect that it is possible to reduce the influence of misalignment occurring in the water and fat images, the water image, and the fat image.
第1図は本発明によるNMR検査装置のブロツク図、第2
図は従来法のパルスシーケンスを示すタイムチヤート、
第3図は本発明によるパルスシーケンスを示すタイムチ
ヤート、第4図は信号処理の説明図、第5図は一連のパ
ルスシーケンスを示すタイムチヤートである。FIG. 1 is a block diagram of the NMR inspection apparatus according to the present invention, and FIG.
The figure shows the time chart of the conventional pulse sequence,
FIG. 3 is a time chart showing a pulse sequence according to the present invention, FIG. 4 is an explanatory view of signal processing, and FIG. 5 is a time chart showing a series of pulse sequences.
Claims (1)
スピンを所定の90゜−180゜−エコーであるスピンエコ
ーシーケンスにより選択励起してNMRエコー信号を検出
し、水と脂肪との共鳴周波数の差を利用して、前記被検
体の特定領域の水と脂肪とを分離して画像化する化学シ
フト値を用いたNMR検査装置において、前記核スピンの
選択励起からNMRエコー信号の発生までのエコータイム
を異ならせた2通りのスピンエコーシーケンスを設定す
るとともに、この異なったエコータイムの前記2通りの
スピンエコーシーケンスを相互に実行する手段を備えた
ことを特徴とする化学シフト値を用いたNMR検査装置。1. A nuclear spin within a specific region of a subject containing water and fat is selectively excited by a spin echo sequence which is a predetermined 90 ° -180 ° -echo to detect an NMR echo signal to detect water and fat. In the NMR inspection apparatus using a chemical shift value to separate and image water and fat in a specific region of the subject by utilizing the difference in resonance frequency between the NMR echo signal from the selective excitation of the nuclear spins. Chemical shift having two kinds of spin echo sequences with different echo times until the occurrence of the spin echo and means for mutually executing the two kinds of spin echo sequences with different echo times. NMR inspection device using values.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60206096A JPH0751124B2 (en) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | NMR inspection device using chemical shift value |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60206096A JPH0751124B2 (en) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | NMR inspection device using chemical shift value |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6266846A JPS6266846A (en) | 1987-03-26 |
| JPH0751124B2 true JPH0751124B2 (en) | 1995-06-05 |
Family
ID=16517736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60206096A Expired - Lifetime JPH0751124B2 (en) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | NMR inspection device using chemical shift value |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0751124B2 (en) |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS63296740A (en) * | 1987-05-29 | 1988-12-02 | Yokogawa Medical Syst Ltd | Method for displaying chemical shift image |
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| BR112015026692A2 (en) | 2013-04-25 | 2017-07-25 | Koninklijke Philips Nv | noninvasive device for skin tissue treatment, and laser light skin treatment method |
Family Cites Families (2)
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| JPH0785737B2 (en) * | 1985-04-01 | 1995-09-20 | 株式会社日立製作所 | Inspection device using nuclear magnetic resonance |
-
1985
- 1985-09-18 JP JP60206096A patent/JPH0751124B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6266846A (en) | 1987-03-26 |
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Legal Events
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |