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JP2013192578A - Magnetic resonance imaging apparatus and program - Google Patents

Magnetic resonance imaging apparatus and program Download PDF

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JP2013192578A
JP2013192578A JP2012059539A JP2012059539A JP2013192578A JP 2013192578 A JP2013192578 A JP 2013192578A JP 2012059539 A JP2012059539 A JP 2012059539A JP 2012059539 A JP2012059539 A JP 2012059539A JP 2013192578 A JP2013192578 A JP 2013192578A
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magnetic resonance
pulse
resonance imaging
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value
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JP2012059539A
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Mitsuharu Miyoshi
光晴 三好
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GE Medical Systems Global Technology Co LLC
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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an MRI apparatus capable of three-dimensional imaging to compute a T1 value as a time constant for the recovery of longitudinal magnetization.SOLUTION: The magnetic resonance imaging apparatus (10) collects echo data from a subject and reconstructs a three-dimensional image. The MRI apparatus includes: a first sequence (S01 and S02) for acquiring first image data of the subject in a steady state in which a constant longitudinal magnetization signal intensity is generated; a second sequence (S03 and S04) for acquiring second image data of the subject with a plurality of high-frequency excitation pulses following one high-frequency inversion pulse; and a T1 computing part (173) for computing the T1 value based on difference (S05) between the first image data and the second image data.

Description

本発明は、エコーを収集するためのデータ収集シーケンスを繰り返し、画像を生成するMRI(magnetic resonance imaging 磁気共鳴イメージング)装置、および磁気共鳴イメージング装置にインストールされるプログラムに関する。   The present invention relates to an MRI (magnetic resonance imaging) apparatus that repeats a data acquisition sequence for collecting echoes and generates an image, and a program installed in the magnetic resonance imaging apparatus.

MRI装置は、T1(縦緩和)強調画像、T2(横緩和)強調画像、又はPD(プロトン密度)強調画像のように、画像のコントラストを用いて被検体の画像を生成している。これらの画像はコントラストであり、T1値、T2値、PDの絶対値はわからないため、診断には放射線科医の知識と経験が必要である。そこで、縦磁化回復の時定数であるT1値を計算する方法が求められている。心臓や肝臓など比較的均質な部位では、2D(Dimention)の厚いスライスでT1値を計算する方法がすでに知られている。例えば特許文献1に示されるMRI装置では、T1値を計算するため、絶対値による縦磁化の信号強度のうち、実際は負の値となる信号強度を戻してから算出する方法を提案する。また、特許文献1の背景技術に記載されるように、T1値を計算するため、180度パルス(IRパルス:inversion recovery pulse)の後に縦磁化がT1回復するまでを実際に撮像するLook−Locker法が存在する。   The MRI apparatus generates an image of a subject using the contrast of an image, such as a T1 (vertical relaxation) weighted image, a T2 (lateral relaxation) weighted image, or a PD (proton density) weighted image. Since these images are contrasts and the absolute values of T1, T2, and PD are not known, diagnosis requires knowledge and experience of a radiologist. Therefore, a method for calculating the T1 value that is a time constant of longitudinal magnetization recovery is required. A method of calculating the T1 value with a thick slice of 2D (Dimention) is already known for relatively homogeneous sites such as the heart and liver. For example, in the MRI apparatus disclosed in Patent Document 1, in order to calculate the T1 value, a method is proposed in which a signal intensity that is actually a negative value is returned from the longitudinal magnetization signal intensity based on the absolute value. Further, as described in the background art of Patent Document 1, in order to calculate the T1 value, a Look-Locker that actually images until the longitudinal magnetization recovers to T1 after a 180 degree pulse (IR pulse: inversion recovery pulse). There is a law.

特開2006−149563号公報JP 2006-149563 A

しかし、特許文献1に開示された方法は、縦磁化回復を充分に待った後に180度パルス(IRパルス)を印加する必要があり、撮影に時間がかかる。そのため特許文献1に開示された方法は、2Dの撮影に限られていた。特に頭蓋内、頸部、又は四肢関節などの領域は、パーシェアルボリューム(partial volume)効果が問題となるため、3Dの撮影が要求されている。3Dの撮影を行うためには、撮影時間を短縮化しなければならない。   However, in the method disclosed in Patent Document 1, it is necessary to apply a 180-degree pulse (IR pulse) after sufficiently waiting for longitudinal magnetization recovery, and imaging takes time. Therefore, the method disclosed in Patent Document 1 is limited to 2D imaging. In particular, in a region such as an intracranial region, a cervical region, or a limb joint, 3D imaging is required because a partial volume effect becomes a problem. In order to perform 3D shooting, it is necessary to shorten the shooting time.

そこで、本発明は、縦磁化回復の時定数であるT1値を計算するため、3Dの撮影が可能なMRI装置を提供する。またその撮影に必要なプログラムを提供する。   Accordingly, the present invention provides an MRI apparatus capable of 3D imaging in order to calculate a T1 value that is a time constant of longitudinal magnetization recovery. The program necessary for the shooting is also provided.

第1の観点の磁気共鳴イメージング(MRI)装置は、被検体からのエコーデータを収集し二次元画像又は三次元画像を再構成する。MRI装置は、一定の縦磁化信号強度が生成されている定常状態における被検体の第1画像データを取得する第1シーケンスと、1回の高周波反転パルスに続いて複数の高周波励起パルスで被検体の第2画像データを取得する第2シーケンスと、第1画像データと第2画像データとの差分に基づいて、T1値を算出するT1算出部と、を備える。   A magnetic resonance imaging (MRI) apparatus according to a first aspect collects echo data from a subject and reconstructs a two-dimensional image or a three-dimensional image. The MRI apparatus includes a first sequence for acquiring first image data of a subject in a steady state in which a constant longitudinal magnetization signal intensity is generated, and a subject with a plurality of high-frequency excitation pulses following a single high-frequency inversion pulse. A second sequence for acquiring the second image data, and a T1 calculation unit for calculating a T1 value based on the difference between the first image data and the second image data.

第2の観点のMRI装置において、高周波励起パルスは、フリップ角が3°〜30°である。
また、第3の観点のMRI装置において、定常状態とは、所定のフリップ角の高周波励起パルスを複数回印加して、信号強度が一定になった状態である。
In the MRI apparatus according to the second aspect, the high-frequency excitation pulse has a flip angle of 3 ° to 30 °.
In the MRI apparatus of the third aspect, the steady state is a state in which the signal intensity is constant by applying a high-frequency excitation pulse having a predetermined flip angle a plurality of times.

第4の観点のMRI装置のT1算出部は、第1画像データと複数の第2画像データとを差分して対数化し且つ線形最小二乗法によって、複数の高周波励起パルスによる時間短縮効果を含む時定数T1*値を算出する対数算出部と、T1値を算出するため、時定数T1*値を補正計算する補正算出部と、有する。
第5の観点のMRI装置の補正算出部は、高周波励起パルスのフリップ角に基づいて、時定数T1*値を補正する。
第6の観点のMRI装置の補正算出部は、高周波励起パルスの第1フリップ角αと第1フリップ角の所定倍の第2フリップ角r×αに基づいて、時定数T1*値を補正する。
The T1 calculation unit of the MRI apparatus according to the fourth aspect includes a time reduction effect by a plurality of high-frequency excitation pulses by using a difference between the first image data and the plurality of second image data and logarithmizing and linear least squares. A logarithmic calculator that calculates the constant T1 * value and a correction calculator that corrects and calculates the time constant T1 * value to calculate the T1 value.
The correction calculation unit of the MRI apparatus according to the fifth aspect corrects the time constant T1 * value based on the flip angle of the high-frequency excitation pulse.
The correction calculation unit of the MRI apparatus of the sixth aspect corrects the time constant T1 * value based on the first flip angle α of the high-frequency excitation pulse and the second flip angle r × α that is a predetermined multiple of the first flip angle. .

第7の観点のMRI装置の補正算出部は、実際に求められた高周波励起パルスのフリップ角に基づいて、時定数T1*値を補正する。
第8の観点のMRI装置の補正算出部は、高周波励起パルスの第1フリップ角αと第1フリップ角の所定倍の第2フリップ角r×αにおける2つの定常状態における被検体の第1画像データに基づいて、時定数T1*値を補正する。そして、異なるフリップ角が3以上であり、異なる定常状態における被検体の第1画像データが3以上であってもよい。補正算出部において、異なるフリップ角が3°〜30°である。
The correction calculation unit of the MRI apparatus according to the seventh aspect corrects the time constant T1 * value based on the actually obtained flip angle of the high frequency excitation pulse.
The correction calculation unit of the MRI apparatus according to the eighth aspect provides a first image of the subject in two steady states at a first flip angle α of the high-frequency excitation pulse and a second flip angle r × α that is a predetermined multiple of the first flip angle. The time constant T1 * value is corrected based on the data. The different flip angles may be 3 or more, and the first image data of the subject in different steady states may be 3 or more. In the correction calculation unit, the different flip angles are 3 ° to 30 °.

第9の観点のMRI装置は、被検体のn+1番目の第2画像を画像再構成する際に、n番目の第2画像データの一部を使って画像再構成する。
第10の観点のMRI装置において、複数の高周波励起パルスにより被検体の第2画像データを取得するエコー時間は、脂肪のケミカルシフトによる位相が水と重なる時間と等しい。
The MRI apparatus of the ninth aspect reconstructs an image using a part of the nth second image data when reconstructing the n + 1th second image of the subject.
In the MRI apparatus of the tenth aspect, the echo time for acquiring the second image data of the subject by a plurality of high-frequency excitation pulses is equal to the time when the phase due to the chemical shift of fat overlaps with water.

第11の観点のMRI装置において、n番目の高周波反転パルスとn+1番目の高周波反転パルスとのIR間隔は、予想されるT1値と同等以下に設定される。
第12の観点のMRI装置において、n番目の高周波励起パルスとn+1番目の高周波励起パルスとの時間間隔は、4m秒〜30m秒である。
第13の観点のMRI装置において、n番目の第2画像とn+1番目の第2画像との時間間隔は可変であり、縦磁化信号強度の単位時間当たりの変化が大きい場合には時間間隔を短く、縦磁化信号強度の単位時間当たりの変化が小さい場合には時間間隔を長くする。
In the MRI apparatus according to the eleventh aspect, the IR interval between the nth high frequency inversion pulse and the n + 1 th high frequency inversion pulse is set equal to or less than the expected T1 value.
In the MRI apparatus of the twelfth aspect, the time interval between the nth radio frequency excitation pulse and the (n + 1) th radio frequency excitation pulse is 4 msec to 30 msec.
In the MRI apparatus according to the thirteenth aspect, the time interval between the nth second image and the (n + 1) th second image is variable, and the time interval is shortened when the change in the longitudinal magnetization signal intensity per unit time is large. When the change in the longitudinal magnetization signal intensity per unit time is small, the time interval is lengthened.

第14の観点のMRI装置において、高周波反転パルスと1番目の高周波励起パルスとの時間間隔は、100m秒以上である。
第15の観点のMRI装置は、高周波反転パルスの前後の一方又は両方に、横磁化を消失させる勾配磁場を発生するキラーパルスを印加する。
また、高周波反転パルスのフリップ角は、80°から280°である。また、高周波反転パルスのフリップ角は、180°である。
In the MRI apparatus according to the fourteenth aspect, the time interval between the high frequency inversion pulse and the first high frequency excitation pulse is 100 milliseconds or more.
The MRI apparatus according to the fifteenth aspect applies a killer pulse that generates a gradient magnetic field that causes transverse magnetization to disappear before or after the high-frequency inversion pulse.
The flip angle of the high frequency inversion pulse is 80 ° to 280 °. The flip angle of the high frequency inversion pulse is 180 °.

第16の観点のMRI装置用のプログラムは、被検体からのエコーデータを収集し三次元画像を再構成する磁気共鳴イメージング装置の演算部にインストールされる。そのプログラムは、一定の縦磁化信号強度が生成されている定常状態における被検体の第1画像データを取得する第1取得処理と、1回の高周波反転パルスに続いて複数の高周波励起パルスで被検体の第2画像データを取得する第2取得処理と、第1画像データと第2画像データとの差分に基づいて、T1値を算出するT1計算処理と、を演算部に実行させる。   A program for an MRI apparatus according to a sixteenth aspect is installed in a calculation unit of a magnetic resonance imaging apparatus that collects echo data from a subject and reconstructs a three-dimensional image. The program includes a first acquisition process for acquiring first image data of a subject in a steady state in which a constant longitudinal magnetization signal intensity is generated, and a plurality of high-frequency excitation pulses followed by a single high-frequency inversion pulse. The calculation unit is caused to execute a second acquisition process for acquiring the second image data of the specimen and a T1 calculation process for calculating a T1 value based on a difference between the first image data and the second image data.

本発明の磁気共鳴イメージング装置及びプログラムによれば、縦磁化回復の時定数であるT1値を測定することで、T1値の絶対値から被検体の組織の素性が判別でき、ついては医師の診断材料となりえる。   According to the magnetic resonance imaging apparatus and program of the present invention, by measuring the T1 value, which is the time constant of longitudinal magnetization recovery, the identity of the tissue of the subject can be determined from the absolute value of the T1 value. It can be.

本実施の形態の磁気共鳴イメージング装置10の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a magnetic resonance imaging apparatus 10 of the present embodiment. T1値算出部173のフローチャートである。10 is a flowchart of a T1 value calculation unit 173. 定常状態の信号強度Sststを得るためのグラジエントエコーの第1シーケンスパルスSQ1である。It is a first sequence pulse SQ1 of a gradient echo for obtaining a steady-state signal intensity Sstst. (a)は、グラジエントエコーの第2シーケンスパルスSQ2である。 (b)は、複数のエコーデータに基づいて信号強度S(TI(n))を算出する概念図である。(A) is the second sequence pulse SQ2 of the gradient echo. (B) is a conceptual diagram for calculating the signal intensity S (TI (n)) based on a plurality of echo data. 第2シーケンスSQ2による励起状態startから定常状態ststにもどるT1緩和時間のグラフである。It is a graph of T1 relaxation time which returns to the steady state stst from the excitation state start by 2nd sequence SQ2. (a)は、フリップアングルα0度のパルス、フリップアングルr×α0度のパルスを含む第2シーケンスSQ2である。 (b)は、TR間隔TR3(TR0)のパルスとTR間隔TR5(r×TR0)のパルスとを含む第2シーケンスSQ2である。(A) is a second sequence SQ2 including a pulse having a flip angle α0 degrees and a pulse having a flip angle r × α0 degrees. (B) is a second sequence SQ2 including a pulse having a TR interval TR3 (TR0) and a pulse having a TR interval TR5 (r × TR0). フリップアングルr1×α度とフリップアングルr2×α度とを含む第1シーケンスSQ1である。The first sequence SQ1 includes a flip angle r1 × α 0 degrees and a flip angle r2 × α 0 degrees. ビューシェアリングを示した図である。It is the figure which showed view sharing. 信号強度S(TI(n))と信号強度S(TI(n+1))との反転時間間隔TSが、徐々に長くなっていく概念図である。It is a conceptual diagram where the inversion time interval TS between the signal strength S (TI (n) ) and the signal strength S (TI (n + 1) ) gradually increases. 信号強度S(TI(n))と信号強度S(TI(n+1))との反転時間間隔TSが、徐々に短くなっていく概念図である。It is a conceptual diagram where the inversion time interval TS between the signal intensity S (TI (n) ) and the signal intensity S (TI (n + 1) ) gradually decreases.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の技術的範囲はこれらの形態に限られるものではない。
<磁気共鳴イメージング装置の構成>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The technical scope of the present invention is not limited to these forms.
<Configuration of magnetic resonance imaging apparatus>

図1は本実施の形態の磁気共鳴イメージング装置10の概略構成図である。図1を参照して、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置10の構成及びその基本動作について述べる。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a magnetic resonance imaging apparatus 10 of the present embodiment. With reference to FIG. 1, the configuration and basic operation of the magnetic resonance imaging apparatus 10 of the present embodiment will be described.

本実施形態の磁気共鳴イメージング装置10は、マグネットシステム100、勾配コイル駆動部130、RFコイル駆動部140、データ収集部150、シーケンス制御部160、演算部170、表示部180及び操作部190を有する。   The magnetic resonance imaging apparatus 10 of the present embodiment includes a magnet system 100, a gradient coil drive unit 130, an RF coil drive unit 140, a data collection unit 150, a sequence control unit 160, a calculation unit 170, a display unit 180, and an operation unit 190. .

マグネットシステム100は、主磁場コイル部102、勾配コイル部106及びRFコイル部108を有している。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、概ね円柱状のボアに互いに同軸状に配置されている。ボア内には被検体HBが寝台110に載置されており、寝台110は、撮影部位に応じて、マグネットシステム100内のボア内を移動可能になっている。   The magnet system 100 includes a main magnetic field coil unit 102, a gradient coil unit 106, and an RF coil unit 108. Each of these coil portions has a substantially cylindrical shape, and is arranged coaxially with each other in a substantially columnar bore. The subject HB is placed on the bed 110 in the bore, and the bed 110 can move in the bore in the magnet system 100 according to the imaging region.

主磁場コイル部102は、マグネットシステム100の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は、概ね被検体HBの体軸の方向に平行であり水平磁場を形成する。主磁場コイル部102は、通常、超伝導コイルを用いて構成されるが、超伝導コイルに限らず永久磁石等を用いて構成してもよい。   The main magnetic field coil unit 102 forms a static magnetic field in the internal space of the magnet system 100. The direction of the static magnetic field is generally parallel to the direction of the body axis of the subject HB and forms a horizontal magnetic field. The main magnetic field coil unit 102 is normally configured using a superconducting coil, but may be configured using a permanent magnet or the like without being limited to the superconducting coil.

勾配コイル部106は、互いに直交する3軸、すなわち、スライス軸、位相軸及び周波数軸の方向において、それぞれ主磁場コイル部102によって形成された静磁場強度に勾配を持たせるための3種の勾配磁場を発生する。勾配コイル部106は、スライス軸、位相軸及び周波数軸用に図示しない3系統の勾配コイルを有する。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部106は、3系統の駆動回路を有する勾配コイル駆動部130に接続されている。勾配コイル駆動部130は、勾配コイル部106に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。   The gradient coil unit 106 has three types of gradients for imparting gradients to the static magnetic field strength formed by the main magnetic field coil unit 102 in the three axes orthogonal to each other, that is, in the direction of the slice axis, the phase axis, and the frequency axis. Generate a magnetic field. The gradient coil unit 106 has three gradient coils (not shown) for the slice axis, the phase axis, and the frequency axis. In order to enable the generation of such a gradient magnetic field, the gradient coil unit 106 is connected to a gradient coil drive unit 130 having three systems of drive circuits. The gradient coil driving unit 130 gives a drive signal to the gradient coil unit 106 to generate a gradient magnetic field.

スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場と言い、位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード勾配磁場(又はフェーズエンコード勾配磁場)と言い、周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト勾配磁場(又は周波数エンコード勾配磁場)と言う。   The gradient magnetic field in the slice axis direction is called a slice gradient magnetic field, the gradient magnetic field in the phase axis direction is called a phase encode gradient magnetic field (or phase encode gradient magnetic field), and the gradient magnetic field in the frequency axis direction is read out gradient magnetic field (or frequency encode gradient). Magnetic field).

三次元直交座標系において、静磁場空間における互いに直交する座標軸をX軸,Y軸,Z軸としたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。本実施形態においては、スライス軸を被検体HBの体軸の方向をZ軸方向とし、残り2軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。なお、スライス軸、位相軸及び周波数軸は、相互間の直交性を保ったまま、X,Y,Z軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。   In the three-dimensional orthogonal coordinate system, when coordinate axes orthogonal to each other in the static magnetic field space are an X axis, a Y axis, and a Z axis, any of the axes can be a slice axis. In the present embodiment, the slice axis is the direction of the body axis of the subject HB is the Z-axis direction, one of the remaining two axes is the phase axis, and the other is the frequency axis. Note that the slice axis, the phase axis, and the frequency axis can have an arbitrary inclination with respect to the X, Y, and Z axes while maintaining the orthogonality therebetween.

RFコイル部108は、静磁場空間に被検体HBの体内のスピンを励起するための高周波磁場を形成する。高周波磁場を形成することをRF励起信号の送信といい、RF励起信号をRFパルスという。RFコイル部108には、RFコイル駆動部140が接続されており、RFコイル駆動部140は、RFコイル部108に駆動信号を与えてRFパルスを送信する。励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、RFコイル部108によって受信される。RFコイル部108には、データ収集部150が接続されている。データ収集部150は、RFコイル部108が受信したエコーデータ(又はMR受信信号)をデジタルデータとして収集する。   The RF coil unit 108 forms a high-frequency magnetic field for exciting spins in the body of the subject HB in the static magnetic field space. Formation of a high-frequency magnetic field is called transmission of an RF excitation signal, and the RF excitation signal is called an RF pulse. An RF coil drive unit 140 is connected to the RF coil unit 108, and the RF coil drive unit 140 sends a drive signal to the RF coil unit 108 to transmit an RF pulse. An electromagnetic wave generated by the excited spin, that is, a magnetic resonance signal is received by the RF coil unit 108. A data collection unit 150 is connected to the RF coil unit 108. The data collection unit 150 collects echo data (or MR reception signal) received by the RF coil unit 108 as digital data.

RFコイル部108で検出し、データ収集部150で収集した磁気共鳴信号は、周波数ドメイン(周波数領域)、例えばフーリエ空間の信号となる。位相軸方向及び周波数軸方向の勾配により、磁気共鳴信号のエンコードを2軸で行うので、磁気共鳴信号は、たとえば、周波数空間をフーリエ空間で例示すると、二次元フーリエ空間における信号として得られる。二次元フーリエ空間をk空間(K-space)ともいう。位相(フェーズ)エンコード勾配磁場及び周波数エンコード(リードアウト)勾配磁場は、二次元フーリエ空間における信号のサンプリング位置を決定する。また、磁気共鳴信号のエンコードを3軸で行うと三次元フーリエ空間における信号として得られる。三次元フーリエ空間のk空間を取得することで3D撮影が行われる。3Dのk空間から作成する画像は、パーシェアルボリューム効果が少ない正確なT1値の絶対値が計測可能となる。   The magnetic resonance signal detected by the RF coil unit 108 and collected by the data collecting unit 150 becomes a signal in the frequency domain (frequency domain), for example, Fourier space. Since the magnetic resonance signal is encoded in two axes by the gradient in the phase axis direction and the frequency axis direction, the magnetic resonance signal is obtained as a signal in a two-dimensional Fourier space, for example, when the frequency space is illustrated in Fourier space. The two-dimensional Fourier space is also referred to as k-space. The phase encoding and magnetic field encoding (readout) gradient fields determine the sampling position of the signal in two-dimensional Fourier space. If the magnetic resonance signal is encoded in three axes, it can be obtained as a signal in a three-dimensional Fourier space. 3D imaging is performed by acquiring the k-space of the three-dimensional Fourier space. An image created from the 3D k-space can be measured with an accurate absolute value of the T1 value with little per share volume effect.

シーケンス制御部160は、勾配コイル駆動部130、RFコイル駆動部140及びデータ収集部150に接続されている。シーケンス制御部160は、操作者に入力された撮影条件、すなわち撮影プロトコルに従い、勾配コイル駆動部130及びRFコイル駆動部140を駆動させる。   The sequence control unit 160 is connected to the gradient coil drive unit 130, the RF coil drive unit 140, and the data collection unit 150. The sequence control unit 160 drives the gradient coil driving unit 130 and the RF coil driving unit 140 in accordance with the imaging conditions input by the operator, that is, the imaging protocol.

表示部180は、グラフィックディスプレー等で構成されている。表示部180は、演算部170に接続されている。表示部180は、操作画面、及び画像再構成された画像などを表示することができる。   The display unit 180 is configured by a graphic display or the like. The display unit 180 is connected to the calculation unit 170. The display unit 180 can display an operation screen, an image reconstructed image, and the like.

操作部190は、ポインティングデバイスを備えたキーボード等で構成される。操作部190は、演算部170に接続されている。操作部190は、操作者によって表示部180を介して操作される。操作部190は、キーボード等の代わりに表示部180にタッチパネルを配置してもよい。   The operation unit 190 includes a keyboard or the like equipped with a pointing device. The operation unit 190 is connected to the calculation unit 170. The operation unit 190 is operated by the operator via the display unit 180. The operation unit 190 may arrange a touch panel on the display unit 180 instead of a keyboard or the like.

演算部170の主な構成は、記憶部172及びT1値算出部173で構成され、各種データの処理、T1値の算出及びプログラムの実行が行われる。記憶部172は、算出された値を記憶したり、所定のRFパルスのシーケンスが記憶したりする。すなわち、演算部170にT1値の算出するプログラムがインストールされ、磁気共鳴イメージング装置10は、被検体からのエコーデータを収集し三次元画像を再構成する。   The main configuration of the calculation unit 170 includes a storage unit 172 and a T1 value calculation unit 173, and various data processing, T1 value calculation, and program execution are performed. The storage unit 172 stores the calculated value or stores a predetermined RF pulse sequence. That is, a program for calculating the T1 value is installed in the calculation unit 170, and the magnetic resonance imaging apparatus 10 collects echo data from the subject and reconstructs a three-dimensional image.

T1値算出部173は、対数算出部173Lと補正算出部173Rとを有する。T1値算出部173は、所定のシーケンスで得た三次元のk空間のデータからT1値の算出を行う。三次元のk空間のデータ、各種撮影プロトコル、各種プログラムは、記憶部172に保存され、適宜読み出しと書き込みが行われる。以下は、本実施形態のT1値算出部173によるT1値の算出方法を示す。   The T1 value calculation unit 173 includes a logarithmic calculation unit 173L and a correction calculation unit 173R. The T1 value calculation unit 173 calculates a T1 value from three-dimensional k-space data obtained in a predetermined sequence. Three-dimensional k-space data, various imaging protocols, and various programs are stored in the storage unit 172, and are read and written as appropriate. The following shows a method for calculating the T1 value by the T1 value calculating unit 173 of the present embodiment.

<T1値の算出方法>
図2は、T1値算出部173のフローチャートである。
<Calculation method of T1 value>
FIG. 2 is a flowchart of the T1 value calculation unit 173.

ステップS01において、演算部170は、第1シーケンスSQ1を読み出し、RFコイル駆動部140(図1を参照。)を介して、RFパルスを印加する。第1シーケンスSQ1は、180度パルス(IRパルス)を印加しないグラジエントエコー系のシーケンスである。図3は、グラジエントエコー(Gradient Echo)のパルス系列である。図示されるように、例えば、フリップアングル(flip angle)がα1度のパルスPL1を用い、TR(repetition time)間隔がTR1で繰り返し撮影する方法である。TR1は、30msec以下に設定される。   In step S01, the arithmetic unit 170 reads the first sequence SQ1, and applies an RF pulse via the RF coil driving unit 140 (see FIG. 1). The first sequence SQ1 is a gradient echo system sequence in which a 180-degree pulse (IR pulse) is not applied. FIG. 3 shows a pulse sequence of a gradient echo. As shown in the drawing, for example, a pulse PL1 having a flip angle of α1 degree is used, and the TR (repetition time) interval is TR1 for repeated imaging. TR1 is set to 30 msec or less.

第1シーケンスSQ1は、三次元のk空間のデータを収集するため、3Dグラジエントエコー(3D gradient echo)系の撮影シーケンスが用いられる。3Dグラジエントエコー系のシーケンスは、例えば、GRASS(gradient recalled acquisition with steady state)、SPGR(spoild GRASS)、又はbalancedSSFP(steady state free precession)などである。   The first sequence SQ1 uses a 3D gradient echo imaging sequence to collect three-dimensional k-space data. The sequence of the 3D gradient echo system is, for example, GRASS (gradient recalled acquisition with steady state), SPGR (spoiled GRASS), or balancedSSFP (steady state free precession).

また、第1シーケンスSQ1の高周波励起パルスPL1のフリップアングルα1度は、例えば3°から30°である。第1シーケンスのパルスPL1のフリップアングルは、小さすぎるとSNR(signal to noise ratio)が下がり、大きすぎるとエルンストアングル(ernst angle)から外れてしまう。このため、α度パルスのフリップアングルは、3°から30°が好ましく、できれば5°から10°に設定するのが好適である。   Further, the flip angle α1 degree of the high frequency excitation pulse PL1 of the first sequence SQ1 is, for example, 3 ° to 30 °. If the flip angle of the pulse PL1 of the first sequence is too small, the signal-to-noise ratio (SNR) decreases. If the flip angle is too large, the flip angle deviates from the ernst angle. For this reason, the flip angle of the α-degree pulse is preferably 3 ° to 30 °, and more preferably 5 ° to 10 °.

なお、下段には、位相エンコードPE1のタイミングを図示している。位相エンコードPE1は、パルスPL1ごとに位相エンコードPE1aと位相エンコードPE1bとの2回行われる。位相エンコードPE1aと位相エンコードPE1bとは、逆位相にし、1回目の位相エンコードPE1aが次のパルスPL1に影響しないよう逆位相の位相エンコードPE1bが行われる。また、第1シーケンスSQ1は、フリップアングルをr倍に設定したr×α1度のパルスPL11を用いることもできる。   In the lower stage, the timing of the phase encoding PE1 is illustrated. The phase encoding PE1 is performed twice for each pulse PL1, ie, the phase encoding PE1a and the phase encoding PE1b. The phase encode PE1a and the phase encode PE1b are reversed in phase, and the opposite phase phase encode PE1b is performed so that the first phase encode PE1a does not affect the next pulse PL1. The first sequence SQ1 can also use a pulse PL11 of r × α1 degrees with the flip angle set to r times.

図2に戻り、ステップS02において、T1値算出部173は、第1シーケンスによるフリップアングルがα1度又はr×α1度等の定常状態(steady state)の信号強度Sの縦磁化信号強度を算出する。T1値算出部173は、定常状態の信号強度Sststの縦磁化信号強度を短時間で算出できる。算出された定常状態の信号強度Sststの縦磁化信号強度は、記憶部172に記憶される。   Returning to FIG. 2, in step S02, the T1 value calculation unit 173 calculates the longitudinal magnetization signal strength of the signal strength S in a steady state (steady state) such as a flip angle of α1 degree or r × α1 degree according to the first sequence. . The T1 value calculation unit 173 can calculate the longitudinal magnetization signal strength of the steady-state signal strength Sstst in a short time. The calculated longitudinal magnetization signal strength of the steady-state signal strength Sstst is stored in the storage unit 172.

ステップS03において、T1値算出部173は、第2シーケンスSQ2を呼び出す。第2シーケンスSQ2は、図4(a)で示されるように、グラジエントエコーのパルス系列である。図示されるように、第2シーケンスSQ2は、180度パルスIRp、及びフリップアングルがα2度の高周波励起パルスPL2を用いる。180度高周波反転パルスIRpは、IR(inversion recovery)間隔IRtで繰り返し、パルスPL2は、TR間隔TR2で繰り返し送信される。180度パルスIRpの次に送信するパルスPL2までの待ち時間をWTとする。なお、下段には、位相エンコードPE2のタイミングを図示している。第2シーケンスSQ2は、第1シーケンスSQ1と同様なパルスを使用する。第1シーケンスSQ1と第2シーケンスSQ2とは、180度パルスIRpの有無の違い、及びパルスPL1の回数又はパルスPL2の回数の違いである。   In step S03, the T1 value calculation unit 173 calls the second sequence SQ2. The second sequence SQ2 is a gradient echo pulse sequence as shown in FIG. As illustrated, the second sequence SQ2 uses a 180-degree pulse IRp and a high-frequency excitation pulse PL2 having a flip angle of α2 degrees. The 180 degree high frequency inversion pulse IRp is repeatedly transmitted at an IR (inversion recovery) interval IRt, and the pulse PL2 is repeatedly transmitted at a TR interval TR2. Let WT be the waiting time until the pulse PL2 to be transmitted next to the 180-degree pulse IRp. In the lower stage, the timing of the phase encoding PE2 is illustrated. The second sequence SQ2 uses the same pulse as the first sequence SQ1. The first sequence SQ1 and the second sequence SQ2 are the difference in presence / absence of the 180-degree pulse IRp and the difference in the number of pulses PL1 or the number of pulses PL2.

第2シーケンスSQ2のパルスPL2のフリップアングルα2度も、第1シーケンスSQ1のフリップアングルα1と同様に設定される。   The flip angle α2 degrees of the pulse PL2 of the second sequence SQ2 is also set similarly to the flip angle α1 of the first sequence SQ1.

また180度パルスIRpと180度パルスIRpとの間隔であるIR(inversion recovery)間隔IRtは、短い時間であり、T1値と同程度かそれ以下の時間(例えば1秒程度)である。IR間隔IRtが短いため、必然的に、TR間隔のTR2も短く、TR2は、30msec以下に設定される。TR2は、T1値より充分に短い時間、例えば4〜30msecが望ましく、T1短縮効果が強くなりすぎない4〜8msecが好適である。このため、第2シーケンスは、高速な撮影が可能である。また、180度パルスIRpと最初のパルスPL2との間隔WT1は、横磁化の影響を減らすため100msec以上が好ましい。また最後のパルスPL2と次の180度パルスIRpとの間隔WT2は、横磁化の影響を減らすため100msec以上が好ましい。   In addition, an IR (inversion recovery) interval IRt, which is an interval between the 180 degree pulse IRp and the 180 degree pulse IRp, is a short time, which is about the same as or less than the T1 value (for example, about 1 second). Since the IR interval IRt is short, the TR interval TR2 is inevitably short, and TR2 is set to 30 msec or less. TR2 is desirably a time sufficiently shorter than the T1 value, for example, 4 to 30 msec, and is preferably 4 to 8 msec so that the T1 shortening effect does not become too strong. For this reason, the second sequence enables high-speed shooting. In addition, the interval WT1 between the 180 degree pulse IRp and the first pulse PL2 is preferably 100 msec or more in order to reduce the influence of transverse magnetization. The interval WT2 between the last pulse PL2 and the next 180-degree pulse IRp is preferably 100 msec or more in order to reduce the influence of transverse magnetization.

第2シーケンスは、十分にT1回復するのを待たずにパルスPL2が何度も被検体に印加されるため、T1短縮効果によりT1値が小さくなる。この小さくなったT1値を縦磁化回復の時定数であるT1*値とする。T1値算出部173の補正算出部173Rは、T1*値を補正して正確なT1値を算出する。T1*値を補正して正確なT1値を算出する方法は、後述する。   In the second sequence, the pulse PL2 is applied to the subject many times without waiting for sufficient recovery of T1, and therefore the T1 value becomes small due to the T1 shortening effect. This reduced T1 value is defined as a T1 * value that is a time constant for longitudinal magnetization recovery. The correction calculation unit 173R of the T1 value calculation unit 173 corrects the T1 * value and calculates an accurate T1 value. A method of correcting the T1 * value and calculating an accurate T1 value will be described later.

なお、図示しないが、第2シーケンスのTE(echo time)は、脂肪のケミカルシフトの影響を避け、水と脂肪の位相が揃うインフェーズ(in phase)画像を取得する。このため、脂肪のケミカルシフトによる位相が水と重なる時間、4.6msecにすることが好適である。   Although not shown, TE (echo time) of the second sequence avoids the influence of fat chemical shift and acquires an in-phase image in which the phases of water and fat are aligned. For this reason, it is preferable that the time when the phase due to the chemical shift of fat overlaps with water is 4.6 msec.

図2にもどり、ステップS04では、T1値算出部173が信号強度S(TI(n))を算出する。具体的には、図4(b)で示されるように、第2シーケンスでパルスPL2が被検体に印加されるごとにエコーデータを取得する。つまり、RFコイル部108は、第2シーケンスSQ2に基づいたRFパルスPL2を印加し、データ収集部150は、RFパルスPL2に基づくエコーデータを収集する。そして、T1値算出部173は、複数のエコーデータに基づいて信号強度S(TI(n))を算出する。図4(b)では、T1値算出部173は、3つのエコーデータに基づいてkスペースを埋めて、縦磁化信号強度S(TI)、S(TI)、S(TI)、…S(TI(n))…を算出している。算出された縦磁化信号強度S(TI)、S(TI)等は、それらの隣同士の反転時間間隔TSは、均等である。 Returning to FIG. 2, in step S04, the T1 value calculator 173 calculates the signal strength S (TI (n)). Specifically, as shown in FIG. 4B, echo data is acquired every time the pulse PL2 is applied to the subject in the second sequence. That is, the RF coil unit 108 applies the RF pulse PL2 based on the second sequence SQ2, and the data collection unit 150 collects echo data based on the RF pulse PL2. Then, the T1 value calculation unit 173 calculates the signal intensity S (TI (n)) based on the plurality of echo data. In FIG. 4B, the T1 value calculation unit 173 fills the k space based on the three echo data, and longitudinal magnetization signal strengths S (TI 1 ), S (TI 2 ), S (TI 3 ),. S (TI (n))... Is calculated. The calculated longitudinal magnetization signal strengths S (TI 1 ), S (TI 2 ), etc. are equal in the inversion time interval TS between them.

図5は、第2シーケンスSQ2による励起状態から定常状態にもどるT1緩和時間のグラフである。縦軸は、励起状態の縦磁化信号強度Sstartから定常状態の縦磁化信号強度Sststを示し、横軸は、時間tを示す。遷移状態Straにおいて、縦磁化信号強度S(TI(n))が何度も算出される。例えば3回のパルスPL2で得られるエコーデータに基づいて画像が再構成され、反転時間TI(n)における縦磁化信号強度S(TI(n))が算出される。反転時間TI(n−1)及び反転時間TI(n+1)のパルスPL2で得られるエコーデータが、kスペースの周囲の信号を埋め、反転時間TI(n)のパルスPL2で得られるエコーデータがkスペースの中央の信号を埋める。   FIG. 5 is a graph of T1 relaxation time for returning from the excited state to the steady state by the second sequence SQ2. The vertical axis represents the longitudinal magnetization signal intensity Sstst in the steady state from the longitudinal magnetization signal intensity Sstart in the excited state, and the horizontal axis represents time t. In the transition state Stra, the longitudinal magnetization signal intensity S (TI (n)) is calculated many times. For example, an image is reconstructed based on echo data obtained by three times of the pulses PL2, and the longitudinal magnetization signal intensity S (TI (n)) at the inversion time TI (n) is calculated. The echo data obtained by the pulse PL2 of the inversion time TI (n-1) and the inversion time TI (n + 1) fills the signal around the k space, and the echo data obtained by the pulse PL2 of the inversion time TI (n) is k. Fill the signal in the middle of the space.

図2にもどり、ステップS05において、T1値算出部173は、ステップS02で算出した定常状態の信号強度SststからステップS04で算出した信号強度S(TI(n))を差分する。
ステップS06において、T1値算出部173は、T1*値を算出する。
ステップS07において、T1値算出部173は、T1*値を補正してT1値を算出する。
Returning to FIG. 2, in step S05, the T1 value calculation unit 173 subtracts the signal intensity S (TI (n)) calculated in step S04 from the steady-state signal intensity Sstst calculated in step S02.
In step S06, the T1 value calculation unit 173 calculates a T1 * value.
In step S07, the T1 value calculation unit 173 corrects the T1 * value and calculates the T1 value.

以下は、ステップS05からステップS07におけるT1値算出部173のT1値の算出方法の詳細を示す。   The following shows details of the T1 value calculation method of the T1 value calculation unit 173 in steps S05 to S07.

n個目の反転時間TI(n)における信号強度S(TI(n))は、数式01で表せる。数式01は、Look−Lockerの信号強度式である。また、T1*値は、T1値が短縮効果により小さくなった値である。

…数式01
The signal intensity S (TI (n)) at the nth inversion time TI (n) can be expressed by Equation 01. Equation 01 is a Look-Locker signal strength equation. The T1 * value is a value obtained by reducing the T1 value due to the shortening effect.

... Formula 01

本実施形態のT1値算出方法は、図2のステップS02の第1シーケンスSQ1で定常状態の信号強度Sststを算出する。また、ステップS04の第2シーケンスで信号強度S(TI(n))を算出する。   In the T1 value calculation method of this embodiment, the steady-state signal strength Sstst is calculated in the first sequence SQ1 in step S02 of FIG. Further, the signal intensity S (TI (n)) is calculated in the second sequence of step S04.

図2のステップS05において、T1値算出部173の対数算出部173Lは、第1シーケンスの定常状態の信号強度Sststから第2シーケンスの信号強度S(TI(n))を差分し、差分した数式01のlogをとる。すると数式01は、数式02となる。

…数式02
In step S05 of FIG. 2, the logarithmic calculation unit 173L of the T1 value calculation unit 173 subtracts the signal intensity S (TI (n)) of the second sequence from the steady-state signal intensity Sstst of the first sequence, and calculates the difference. Take a log of 01. Then, Formula 01 becomes Formula 02.

... Formula 02

数式02において、定常状態の信号強度Sststは既知となっている。このため、ステップS06において、T1値算出部173は、数式02を使い2変数の線形最小自乗法で容易に励起状態SstartとT1*値とを算出できる。なお、励起状態の信号強度Sstartは、IR間隔IRtごとに同じ値であればよく、T1が回復する時間を多くとる必要がない。また、信号強度S(TI(n))が小さくても数式02のSstst−S(TI(n))は、大きな値になるため、信号ノイズ率SNRもよい。これにより、T1値算出部173は、IR間隔IRtの短い第2シーケンスを使ってT1*値を算出できる。   In Equation 02, the steady-state signal strength Sstst is known. For this reason, in step S06, the T1 value calculation unit 173 can easily calculate the excited state Sstart and the T1 * value by using the two-variable linear least square method using Equation 02. The signal intensity Sstart in the excited state may be the same value for each IR interval IRt, and it is not necessary to take much time for T1 to recover. Further, even if the signal intensity S (TI (n)) is small, Sstst-S (TI (n)) in Expression 02 has a large value, and thus the signal noise rate SNR is good. Accordingly, the T1 value calculation unit 173 can calculate the T1 * value using the second sequence having a short IR interval IRt.

なお、数式01のまま、第1シーケンスで定常状態の信号強度Sststを求めることなく、T1*値を算出すると以下の問題が生じる。
信号強度S(TI(n))を算出する際、信号強度S(TI(n))の値が0に近いと測定誤差が大きいため、反転時間TIをできるだけ長くする必要がある。例えば反転時間TI(n+m)にして定常状態の信号強度Sststに近い信号強度S(TI(n+m))を算出する必要がある。反転時間TI(n+m)は、十分にT1が回復する時間であるため、図4で示されたIR間隔IRtがT1値の3〜5倍程度になる。IR間隔IRtが長くなると撮影時間が長くなり、3Dの撮影に不向きである。また、数式01は、励起状態Sstart、定常状態の信号強度Sstst及びT1*値の3変数が不明であるため、非線形最小自乗法などで求める必要がある。また、数式01は、3変数であるため、測定誤差の影響を受けやすい短所がある。
If the T1 * value is calculated without obtaining the steady-state signal strength Sstst in the first sequence with the formula 01, the following problem occurs.
When calculating the signal intensity S (TI (n)), if the value of the signal intensity S (TI (n)) is close to 0, the measurement error is large, so the inversion time TI needs to be as long as possible. For example, it is necessary to calculate the signal strength S (TI (n + m)) close to the steady state signal strength Sstst at the inversion time TI (n + m). Since the inversion time TI (n + m) is a time for sufficiently recovering T1, the IR interval IRt shown in FIG. 4 is about 3 to 5 times the T1 value. When the IR interval IRt is increased, the imaging time is increased, which is not suitable for 3D imaging. In addition, since the three variables of the excited state Sstart, the steady state signal strength Sstst, and the T1 * value are unknown, it is necessary to obtain Equation 01 by a nonlinear least square method or the like. In addition, since the mathematical formula 01 has three variables, there is a disadvantage that it is easily affected by measurement errors.

〈補正方法〉
算出されたT1*値は、T1短縮効果の影響を受けており、正確なT1値ではない。このためT1値算出部173の補正算出部173Rは、T1*値を補正し、正確なT1値を算出する。以下は、ステップS07で行う補正方法を説明する。
<Correction method>
The calculated T1 * value is affected by the T1 shortening effect and is not an accurate T1 value. Therefore, the correction calculation unit 173R of the T1 value calculation unit 173 corrects the T1 * value and calculates an accurate T1 value. Hereinafter, the correction method performed in step S07 will be described.

例えば、3Dグラジエントエコー系のシーケンスがSPGRの場合、遷移状態でT1短縮効果を受けたT1*値は、数式03で表すことができる。

…数式03
For example, when the 3D gradient echo sequence is SPGR, the T1 * value that has received the T1 shortening effect in the transition state can be expressed by Equation 03.

... Formula 03

フリップアングルのα度が充分に小さい場合、数式03は、線形近似により数式04となる。

…数式04
数式03と数式04とから数式05が導ける。

…数式05
When the α angle of the flip angle is sufficiently small, Expression 03 becomes Expression 04 by linear approximation.

... Formula 04
Equation 05 can be derived from Equation 03 and Equation 04.

... Formula 05

補正算出部173Rは、算出されたT1*値、フリップアングルのα度、RFパルスのTR間隔は既知であるため、数式05に基づいてT1値を算出できる。   Since the calculated T1 * value, α angle of the flip angle, and TR interval of the RF pulse are known, the correction calculation unit 173R can calculate the T1 value based on Expression 05.

また、3Dグラジエントエコー系のシーケンスがBalancedSSFPの場合、T1短縮効果を受けた縦磁化回復の時定数T1*値は、数式06となる。なお、数式06は、静磁場不均一がなくRFをチョッピング(chopping)しており、フリップアングルのα度が充分に小さい場合の数式である。ここで、T2は横緩和時間である。

…数式06
数式06から仮にαとT2とが既知であれば、T1値が算出できる。
When the 3D gradient echo system sequence is Balanced SSFP, the time constant T1 * of the longitudinal magnetization recovery subjected to the T1 shortening effect is expressed by Equation 06. Formula 06 is a formula when there is no static magnetic field inhomogeneity and RF is chopped, and the flip angle α degree is sufficiently small. Here, T2 is a lateral relaxation time.

... Formula 06
If α and T2 are already known from Equation 06, the T1 value can be calculated.

同様に、3Dグラジエントエコー系のシーケンスがGRASSの場合は、T1短縮効果を受けた縦磁化回復の時定数T1*値は、数式07となる。なお、数式07は、フリップアングルのα度が充分に小さく、TR間隔がT1より充分に小さい場合の数式である。

…数式07
数式07からT1値が算出できる。なお、C1は、フリップアングルに依存しないT1値及びT2値に依存する変数である。
Similarly, when the sequence of the 3D gradient echo system is GRASS, the time constant T1 * value of longitudinal magnetization recovery subjected to the T1 shortening effect is expressed by Expression 07. Formula 07 is a formula when the α degree of the flip angle is sufficiently small and the TR interval is sufficiently smaller than T1.

... Formula 07
The T1 value can be calculated from Equation 07. C1 is a variable that depends on the T1 value and the T2 value that do not depend on the flip angle.

上記数式05、数式06及び数式07に示されたように、SPGR、BalancedSSFP、及びGRASSにおいて、T1値は、T1*値を補正して算出することが可能である。しかし、BalancedSSFPの場合において、静磁場不均一が発生しているオフレゾナント(off resonant)の場合は、遷移状態Straで振動が発生し、T1*値が一定しない。また、大きな横磁化が存在する場合、SPGRの遷移状態Straで振動が発生し、T1値が一定しない。   As shown in Formula 05, Formula 06, and Formula 07, in SPGR, BalancedSSFP, and GRASS, the T1 value can be calculated by correcting the T1 * value. However, in the case of Balanced SSFP, in the case of off resonant in which static magnetic field inhomogeneity occurs, vibration occurs in the transition state Stra, and the T1 * value is not constant. In addition, when large transverse magnetization exists, vibration occurs in the SPGR transition state Stra, and the T1 value is not constant.

しかし、SPGRの場合、遷移状態Straの振動を抑えることができる。具体的には、横磁化の影響を減らすために180度パルス(IRパルス)の前後の待ち時間WT1及びWT2を長くし、横磁化をT2減衰させる方法、180度パルス(IRパルス)の前後に大きなキラーグラジエント(killer gradient)を置き、横磁化をディフェーズ(dephase)させる方法などで、遷移状態Straの振動を抑えることができる。   However, in the case of SPGR, the vibration of the transition state Stra can be suppressed. Specifically, in order to reduce the influence of transverse magnetization, the waiting time WT1 and WT2 before and after the 180 degree pulse (IR pulse) is lengthened and the transverse magnetization is attenuated by T2, before and after the 180 degree pulse (IR pulse). The vibration of the transition state Stra can be suppressed by, for example, a method in which a large killer gradient is placed and the transverse magnetization is dephased.

横磁化をT2減衰させる方法では、180度パルスIRpの前後の待ち時間WT1、及びWT2は、100msec程度であることが望ましい。また、横磁化をディフェーズさせる方法では、IRパルスの前後に1ピクセル(pixel)で4〜8π程度に横磁化をディフェーズさせるのが望ましい。   In the method in which the transverse magnetization is attenuated by T2, the waiting times WT1 and WT2 before and after the 180-degree pulse IRp are desirably about 100 msec. Further, in the method of dephasing transverse magnetization, it is desirable to dephase transverse magnetization to about 4 to 8π at one pixel before and after the IR pulse.

同様に、GRASS及びSPGRの場合において、TI(n)が0に近い場合、又はT2値が長い場合は、遷移状態Straで振動が発生し、T1*値が一定しない。つまり、3Dグラジエントエコー系のシーケンスが、BalancedSSFP、GRASS及びSPGRの場合には、T1値を単純に上記数式05、数式06及び数式07で算出することが難しい。そこで以下のような補正方法1から補正方法3を適用する。   Similarly, in the case of GRASS and SPGR, when TI (n) is close to 0 or the T2 value is long, vibration occurs in the transition state Stra, and the T1 * value is not constant. That is, when the 3D gradient echo system sequence is BalancedSSFP, GRASS, and SPGR, it is difficult to simply calculate the T1 value using the above-described Expression 05, Expression 06, and Expression 07. Therefore, the following correction methods 1 to 3 are applied.

(補正方法1)
補正方法1は、フリップアングルが異なるシーケンスを用いて2種類のT1*値から、T1値を求める。この補正方法1は、SPGR、BalancedSSFP、及びGRASSの区別なく用いることができる。
(Correction method 1)
In the correction method 1, a T1 value is obtained from two types of T1 * values using sequences having different flip angles. This correction method 1 can be used without distinction between SPGR, BalancedSSFP, and GRASS.

例えば、補正方法1は、図2のステップS03において、第2AシーケンスSQ2a及び第2BシーケンスSQ2bを含む第2シーケンスSQ2で撮影する。図6(a)は、第2シーケンスSQ2(第2AシーケンスSQ2a、第2BシーケンスSQ2b)を示した図である。第2AシーケンスSQ2aは、パルスPL3のフリップアングルがα度であり、第2BシーケンスSQ2bは、パルスPL4のフリップアングルがr×α度である。例えば、rは、自然数である。第2AシーケンスSQ2aと第2BシーケンスSQ2bとは、180度パルスIRp、IR間隔IRt、TR間隔TR3、及び待ち時間WT3、WT4が同じである。 For example, in the correction method 1, in step S <b> 03 of FIG. 2, shooting is performed with the second sequence SQ <b> 2 including the second A sequence SQ <b> 2 a and the second B sequence SQ <b> 2 b. FIG. 6A shows the second sequence SQ2 (second A sequence SQ2a, second B sequence SQ2b). In the second A sequence SQ2a, the flip angle of the pulse PL3 is α 0 degrees, and in the second B sequence SQ2b, the flip angle of the pulse PL4 is r × α 0 degrees. For example, r is a natural number. The second A sequence SQ2a and the second B sequence SQ2b have the same 180 degree pulse IRp, IR interval IRt, TR interval TR3, and waiting times WT3 and WT4.

第2AシーケンスSQ2aのフリップアングルα度、及び第2BシーケンスSQ2bのフリップアングルr×α度を、SPGRの場合の数式05、BalancedSSFPの場合の数式06、又はGRASSの場合の数式07にそれぞれ代入する。すると、数式05、数式06又は数式07は、それぞれ数式08及び数式09が成り立つ。

…数式08

…数式09
The flip angle α 0 degree of the second A sequence SQ2a and the flip angle r × α 0 degree of the second B sequence SQ2b are assigned to the expression 05 for SPGR, the expression 06 for BalancedSSFP, or the expression 07 for GRASS, respectively. To do. Then, in Formula 05, Formula 06, or Formula 07, Formula 08 and Formula 09 are established, respectively.

... Formula 08

... Formula 09

数式08のC1と数式09のC1の共通項から、数式08のC1を数式09に代入すると数式10が求まる。

…数式10
By substituting C1 of Formula 08 into Formula 09 from the common term of C1 of Formula 08 and C1 of Formula 09, Formula 10 is obtained.

... Formula 10

補正算出部173Rは、数式10に基づいてT1*値からT1値を求めることができる。なお、balancedSSFPの場合は、この式からT1値を求めることができる。   The correction calculation unit 173R can obtain the T1 value from the T1 * value based on Expression 10. In the case of balancedSSFP, the T1 value can be obtained from this equation.

また、補正方法1は、図2のステップS03において、第2AシーケンスSQ2a及び第2CシーケンスSQ2cを含む第2シーケンスSQ2で撮影することも可能である。図6(b)は、第2シーケンスSQ2(第2AシーケンスSQ2a、第2CシーケンスSQ2c)を示した図である。第2AシーケンスSQ2aは、そのパルスPL3がTR間隔TR3(TR)であり、第2CシーケンスSQ2cは、パルスPL5がTR間隔TR5(r×TR)である。rは、自然数である。第2AシーケンスSQ2aと第2CシーケンスSQ2cとは、180度パルスIRp、IR間隔IRt、フリップアングルα、及び待ち時間WT3、WT4が同じである。 Further, in the correction method 1, it is also possible to take a picture in the second sequence SQ2 including the second A sequence SQ2a and the second C sequence SQ2c in step S03 of FIG. FIG. 6B shows the second sequence SQ2 (second A sequence SQ2a, second C sequence SQ2c). In the second A sequence SQ2a, the pulse PL3 is a TR interval TR3 (TR 0 ), and in the second C sequence SQ2c, the pulse PL5 is a TR interval TR5 (r × TR 0 ). r is a natural number. The second A sequence SQ2a and the second C sequence SQ2c have the same 180 degree pulse IRp, IR interval IRt, flip angle α, and waiting times WT3 and WT4.

数式05のTRに、TRを代入すると数式11になる。

…数式11
また、数式05のTRに、r×TRを代入すると数式12になる。

…数式12
数式11と数式12とから数式13が導ける。
Substituting TR 0 into TR in Equation 05 yields Equation 11.

... Formula 11
Further, when r × TR 0 is substituted into TR of Expression 05, Expression 12 is obtained.

... Formula 12
Equation 13 can be derived from Equation 11 and Equation 12.


…数式13
補正算出部173Rは、算出されたT1*0r値、T1*値から、数式13に基づいてT1値を算出できる。

... Formula 13
The correction calculation unit 173R can calculate the T1 value based on Equation 13 from the calculated T1 * 0r value and T1 * 0 value.

(補正方法2)
補正方法2は、フリップアングルのα度を求めることでT1値を算出する方法である。フリップアングルは、3Dの場合のRFパルスのスライス(slice)形状、RF送信コイルの送信感度分布、3T(Tesla)以上のMRI装置では、ダイエレクトリックエフェクト(dielectric effect)などにより、位置依存性があることが知られている。
(Correction method 2)
The correction method 2 is a method for calculating the T1 value by obtaining the α degree of the flip angle. The flip angle has a position dependency due to the slice shape of the RF pulse in the case of 3D, the transmission sensitivity distribution of the RF transmitter coil, and the MRI apparatus of 3T (Tesla) or more due to a dielectric effect, etc. It is known.

例えば、SPGRの場合、実際のフリップアングルα度が求まると数式03の変数がT1のみになるため、補正算出部173Rは、T1*値からT1値を求めることができる。実際のフリップアングルα度を求める方法として、ダブルTR(double TR)法などがある。ダブルTR法は、二つの同じRFパルスを2つの異なるTR間隔で印加するシーケンスを印加することにより、フリップアングルα度を求めることができる。   For example, in the case of SPGR, when the actual flip angle α degree is obtained, the variable of Equation 03 is only T1, and therefore the correction calculation unit 173R can obtain the T1 value from the T1 * value. As a method for obtaining the actual flip angle α degree, there is a double TR method. In the double TR method, the flip angle α degree can be obtained by applying a sequence in which two identical RF pulses are applied at two different TR intervals.

具体的には、Magnetic Resonance in Medicine 57:192-200 (2007)の“Actual Flip-Angle Imaging in the Pulsed Steady State: A Method for Rapid Three-Dimensional Mapping of the Transmitted Radiofrequency Field”(著者Vasily L. Yarnykh)に開示されている。   Specifically, Magnetic Resonance in Medicine 57: 192-200 (2007) “Actual Flip-Angle Imaging in the Pulsed Steady State: A Method for Rapid Three-Dimensional Mapping of the Transmitted Radiofrequency Field” (author Vasily L. Yarnykh ).

(補正方法3)
補正方法3は、2つ以上の定常状態の信号強度Sststを撮像することにより、T1を算出する方法である。例えば、補正方法3は、図2のステップS01において、第1AシーケンスSQ1a及び第2BシーケンスSQ1bを含む第1シーケンスSQ1で撮影する。図7は、第1AシーケンスSQ1a及び第1BシーケンスSQ1bのパルス図である。第1AシーケンスSQ1aのパルスPL6は、r1×α度のフリップアングルが使用され、第1BシーケンスSQ1bのパルスPL7は、r2×α度のフリップアングルが使用される。パルスPL6はTR間隔TR6であり、パルスPL7もTR間隔TR6である。なお、r1及びr2は、自然数が好適である。
(Correction method 3)
The correction method 3 is a method for calculating T1 by imaging two or more steady-state signal strengths Sstst. For example, in the correction method 3, in step S01 of FIG. 2, the first sequence SQ1 including the first A sequence SQ1a and the second B sequence SQ1b is photographed. FIG. 7 is a pulse diagram of the first A sequence SQ1a and the first B sequence SQ1b. The pulse PL6 of the first A sequence SQ1a uses a flip angle of r1 × α 0 degrees, and the pulse PL7 of the first B sequence SQ1b uses a flip angle of r2 × α 0 degrees. Pulse PL6 is at TR interval TR6, and pulse PL7 is also at TR interval TR6. R1 and r2 are preferably natural numbers.

数式14は、SPGRにおけるフリップアングルがr×α度の定常状態の信号強度Sststの信号強度式である。なお、M0は、基底状態の磁化強度である。

…数式14
Formula 14 is a signal strength formula of the signal strength Sstst in a steady state where the flip angle in SPGR is r × α 0 degrees. M0 is the magnetization intensity of the ground state.

... Formula 14

数式14において、TRがT1より充分に小さく、フリップアングルのα度が十分小さいと仮定すると、数式14の分母及び分子にある項は、数式15、数式16及び数式17に近似できる。

…数式15

…数式16

…数式17
Assuming that TR is sufficiently smaller than T1 and α 0 degree of the flip angle is sufficiently small in Expression 14, the terms in the denominator and numerator of Expression 14 can be approximated to Expression 15, Expression 16, and Expression 17.

... Formula 15

... Formula 16

... Formula 17

数式14に数式15、数式16及び数式17を代入し近似すると数式18になる。

…数式18
When Formula 15, Formula 16, and Formula 17 are substituted into Formula 14, and approximated, Formula 18 is obtained.

... Formula 18

数式18に数式05を代入すると数式19になる。

…数式19
When formula 05 is substituted for formula 18, formula 19 is obtained.

... Formula 19

第1AシーケンスSQ1aのフリップアングルを1×α度、第1BシーケンスSQ1bのフリップアングルがr×α度として、2つの定常状態で撮影した場合を仮定する。そして、その2つの定常状態を数式19に入れ、それらの比をとると、基底状態の磁化強度M0とアングルα度とを消すことができ、数式20が成り立つ。

…数式20
It is assumed that the first A sequence SQ1a has a flip angle of 1 × α 0 degrees and the first B sequence SQ1b has a flip angle of r × α 0 degrees and is photographed in two steady states. Then, when the two steady states are put into Equation 19 and their ratio is taken, the ground state magnetization intensity M0 and the angle α 0 degrees can be erased, and Equation 20 is established.

... Formula 20

数式20から数式21に変形することができる。

…数式21
Equation 20 can be transformed into Equation 21.

... Formula 21

補正算出部173Rは、数式21に基づいて、T1*値からT1値を求めることができる。   The correction calculation unit 173R can obtain the T1 value from the T1 * value based on Equation 21.

(補正方法4)
前述の補正方法3では、フリップアングルがαの第1AシーケンスSQ1aと、フリップアングルがr×αの第1BシーケンスSQ1bの2種類のフリップアングルを使用した場合を説明した。補正方法4は、フリップアングルがr1×αの第1AシーケンスSQ1a、フリップアングルがr2×α度の第1BシーケンスSQ1b、及びフリップアングルがr3×αの第1CシーケンスSQ1cの3種類のフリップアングルを使用した場合である。なお、r1、r2、及びr3は、自然数とする。
(Correction method 4)
In the above-described correction method 3, and the 1A sequence SQ1a flip angle of alpha 0, flip angle has been described a case of using two kinds of flip angle of the 1B sequence SQ1b of r × α 0. Correction Method 4, the 1A sequence SQ1a the flip angle r1 × alpha 0, flip angle r2 × alpha 0 ° of the 1B sequence SQ1b, and flip angle three flip of the 1C sequence SQ1c of r3 × alpha 0 This is the case when using an angle. Note that r1, r2, and r3 are natural numbers.

数式19に示したrが、r1、r2、及びr3の3種類になった場合、数式19の分母にT1/T1*及びrが含まれるため、2つの非線形の最小自乗法を使わなければならいない。これでは測定誤差の影響を受け易い。r1、r2及びr3が消去されるように数式を変更する。具体的には、2つの変数x1及びx2を数式22及び数式23で置きなおす。

…数式22

…数式23
When r shown in Equation 19 becomes three types, r1, r2, and r3, T1 / T1 * and r are included in the denominator of Equation 19, so two nonlinear least squares methods must be used. Not in. This is susceptible to measurement errors. The mathematical formula is changed so that r1, r2, and r3 are deleted. Specifically, the two variables x1 and x2 are replaced by Equation 22 and Equation 23.

... Formula 22

... Formula 23

数式22及び数式23を数式19に代入して、分子と分母を逆転すると数式24となる。

…数式24
最小自乗法のコストファンクション(cost function)Fを数式25のように設定する。

…数式25
Substituting Equations 22 and 23 into Equation 19 and reversing the numerator and denominator yields Equation 24.

... Formula 24
A cost function F of the least square method is set as shown in Equation 25.

... Formula 25

数式25より、不明な変数は、x1、及びx2の2つとなり、2つの変数の線形最小自乗法に置きなおすことができる。この場合、コストファンクションFの分子側に定常状態の信号強度Sstst(r)があるため、定常状態の信号強度Sstst(r)が小さくても発散しない。そこで、コストファンクションFをx1及びx2で偏微分した結果が0となるx1及びx2を求めることができる。このx1、x2を用いて、数式26よりT1値を求めることができる。

…数式26
From Equation 25, there are two unknown variables, x1 and x2, which can be replaced by the linear least square method of the two variables. In this case, since there is a steady-state signal strength Sstst (r) on the numerator side of the cost function F, no divergence occurs even if the steady-state signal strength Sstst (r) is small. Therefore, it is possible to obtain x1 and x2 at which the result of partial differentiation of the cost function F by x1 and x2 is 0. Using these x1 and x2, the T1 value can be obtained from Equation 26.

... Formula 26

フリップアングルがr1×α0度、r2×α0度、及びr3×α0度の3種類を用いたが、フリップアングルは、小さすぎるとSNRが下がり、大きすぎると数式から外れてしまうため、r1×α0度が5度、r2×α0度が10度、及びr3×α0度が15度程度になるような3種類のシーケンスを用いるのが好適である。   Three types of flip angles, r1 × α0 degrees, r2 × α0 degrees, and r3 × α0 degrees, were used. However, if the flip angle is too small, the SNR decreases. It is preferable to use three types of sequences such that the degree is 5 degrees, r2 × α0 degrees is 10 degrees, and r3 × α0 degrees is about 15 degrees.

以上に示されたように、補正方法3及び補正方法4によるT1値の算出方法は、正確なフリップアングルがわからなくても、T1*値からT1値を求めることができる。   As described above, the T1 value calculation method according to the correction method 3 and the correction method 4 can obtain the T1 value from the T1 * value without knowing the exact flip angle.

<変形例1>   <Modification 1>

上述したT1値の算出方法は、撮影時間を短縮するためにビューシェアリング(view sharing)の手法を用いてもよい。   The T1 value calculation method described above may use a view sharing technique in order to shorten the shooting time.

図8は、ビューシェアリングを示した図である。
T1値算出部173は、例えば5回のパルスPL2で得られるエコーデータに基づいて信号強度S(TI(n))を算出すると仮定する。反転時間TI1-2から反転時間TI12までの5回分のエコーデータに基づいて、T1値算出部173は、信号強度S(TI)を算出する。次に、T1値算出部173は、反転時間TI11から反転時間TI22までの5回分のエコーデータに基づいて、信号強度S(TI)を算出する。次にT1値算出部173は、反転時間TI21から反転時間TI32までの5回分のエコーデータに基づいて、信号強度S(TI)を算出する。同様にT1値算出部173は、信号強度S(TI)を算出する。
FIG. 8 is a diagram showing view sharing.
It is assumed that the T1 value calculation unit 173 calculates the signal intensity S (TI (n)) based on, for example, echo data obtained with five pulses PL2. Based on the echo data for five times from the inversion time TI 1-2 to the inversion time TI 12 , the T1 value calculation unit 173 calculates the signal intensity S (TI 1 ). Next, the T1 value calculation unit 173 calculates the signal intensity S (TI 2 ) based on the echo data for five times from the inversion time TI 11 to the inversion time TI 22 . Next, the T1 value calculation unit 173 calculates the signal intensity S (TI 3 ) based on the echo data for five times from the inversion time TI 21 to the inversion time TI 32 . Similarly, the T1 value calculation unit 173 calculates the signal strength S (TI 4 ).

反転時間TI11と反転時間TI12とのエコーデータは、信号強度S(TI)の算出にも使用され、信号強度S(TI)の算出にも使用されている。反転時間TI21と反転時間TI22とのエコーデータは、信号強度S(TI)の算出にも使用され、信号強度S(TI)の算出にも使用されている。同様に、反転時間TI31と反転時間TI32とのエコーデータは、信号強度S(TI)の算出にも使用され、信号強度S(TI)の算出にも使用されている。 The echo data of the inversion time TI 11 and the inversion time TI 12 is also used for calculating the signal strength S (TI 1 ) and is also used for calculating the signal strength S (TI 2 ). The echo data of the inversion time TI 21 and the inversion time TI 22 is also used for calculating the signal strength S (TI 2 ), and is also used for calculating the signal strength S (TI 3 ). Similarly, the echo data of the inversion time TI 31 and the inversion time TI 32 is used for calculating the signal strength S (TI 3 ), and is also used for calculating the signal strength S (TI 4 ).

反転時間TI10の信号強度S(TI)と反転時間TI20の信号強度S(TI)との反転時間間隔TSは、反転時間TI20の信号強度S(TI)と反転時間TI30の信号強度S(TI)との反転時間間隔TSと、均等である。 Inversion interval TS of the signal strength of the signal strength S (TI 1) and the inversion time TI 20 of the inversion time TI 10 S (TI 2), the signal intensity S (TI 2) and inversion time inversion time TI 20 TI 30 Is equal to the inversion time interval TS with respect to the signal strength S (TI 3 ).

このように、隣り合う信号強度S(TI(n))、信号強度S(TI(n+1))の算出に際して、エコーデータをシェアしている。このようにして、信号強度S(TI(n))を算出する撮影時間が短縮される。 Thus, the echo data is shared when calculating the adjacent signal strength S (TI (n) ) and signal strength S (TI (n + 1) ). In this way, the imaging time for calculating the signal intensity S (TI (n) ) is shortened.

<変形例2>
変形例2では、隣り合う信号強度S(TI(n))と信号強度S(TI(n+1))との反転時間間隔TSが等間隔でない第2CシーケンスSQd、又は第2DシーケンスSQeを用いてT1値を算出する。
<Modification 2>
In the second modification, T1 using the second C sequence SQd or the second D sequence SQe in which the inversion time interval TS between the adjacent signal strength S (TI (n) ) and the signal strength S (TI (n + 1) ) is not equal. Calculate the value.

上記実施形態で示された第2シーケンスSQは、いずれも反転時間間隔TSが等間隔であった。図9は、反転時間間隔TSを徐々に短くする概念図である。   In each of the second sequences SQ shown in the above embodiment, the inversion time intervals TS are equally spaced. FIG. 9 is a conceptual diagram in which the inversion time interval TS is gradually shortened.

変形例2は、図2のステップS03において、第2CシーケンスSQ2dで撮影する。第2CシーケンスSQ2dは、TR間隔TR8のパルスPL8のシーケンスである。RFコイル部108は、第2シーケンスSQ2dに基づいたRFパルスPL8を印加し、データ収集部150は、RFパルスPL8に基づくエコーデータを収集する。T1値算出部173は、7つのエコーデータに基づいてkスペースを埋めて、縦磁化信号強度S(TI)、S(TI)、S(TI)、…S(TI(n))…を算出している。 In the second modification, the second C sequence SQ2d is taken in step S03 of FIG. The second C sequence SQ2d is a sequence of a pulse PL8 with a TR interval TR8. The RF coil unit 108 applies an RF pulse PL8 based on the second sequence SQ2d, and the data collection unit 150 collects echo data based on the RF pulse PL8. The T1 value calculation unit 173 fills the k space based on the seven echo data, and longitudinal magnetization signal strengths S (TI 1 ), S (TI 2 ), S (TI 3 ),... S (TI (n)) … Is calculated.

第2シーケンスSQ2dでパルスPL8が被検体に印加されるごとにエコーデータを取得する。そして、T1値算出部173は、図8で示したビューシュアリング手法を使って、複数のエコーデータに基づいて信号強度S(TI(n))を算出する。縦磁化信号強度S(TI)は、縦磁化信号強度S(TI)で使われた4つのエコーデータをシェアしている。縦磁化信号強度S(TI)は、縦磁化信号強度S(TI2)で使われた3つのエコーデータをシェアしている。縦磁化信号強度S(TI)は、縦磁化信号強度S(TI)で使われた2つのエコーデータをシェアしている。このようにシェアしていくエコーデータを徐々に減らしていくことにより、縦磁化信号強度S(TI)とS(TI)との反転時間間隔TSbは、縦磁化信号強度S(TI)とS(TI)との反転時間間隔TSaよりも長くなっている。180度パルスIRpから反転時間TIが長い(遠い)時間では、数式02で示されたSstst-S(TI)の信号強度が低く信号変化が小さいため、パラレルイメージング(parallel imaging)の加速度を低くするなどして、反転時間間隔TSを広くしてSNRを上げるのが好適である。 Echo data is acquired each time the pulse PL8 is applied to the subject in the second sequence SQ2d. Then, the T1 value calculation unit 173 calculates the signal intensity S (TI (n)) based on a plurality of echo data using the view sharing method shown in FIG. The longitudinal magnetization signal intensity S (TI 2 ) shares the four echo data used in the longitudinal magnetization signal intensity S (TI 1 ). The longitudinal magnetization signal intensity S (TI 3 ) shares the three echo data used in the longitudinal magnetization signal intensity S (TI 2 2 ). The longitudinal magnetization signal intensity S (TI 4 ) shares the two echo data used in the longitudinal magnetization signal intensity S (TI 3 ). By gradually reducing the echo data to be shared in this way, the reversal time interval TSb between the longitudinal magnetization signal strengths S (TI 2 ) and S (TI 3 ) becomes the longitudinal magnetization signal strength S (TI 1 ). And S (TI 1 ) are longer than the inversion time interval TSa. When the inversion time TI is long (far) from the 180-degree pulse IRp, the signal strength of Sstst-S (TI) expressed by Formula 02 is low and the signal change is small, so that the acceleration of parallel imaging is reduced. For example, it is preferable to increase the SNR by widening the inversion time interval TS.

図10は、反転時間間隔TSを徐々に短くする概念図である。第2CシーケンスSQ2eは、TR間隔TR9のパルスPL9のシーケンスである。RFコイル部108は、第2シーケンスSQ2eに基づいたRFパルスPL9を印加し、データ収集部150は、RFパルスPL9に基づくエコーデータを収集する。T1値算出部173は、7つのエコーデータに基づいてkスペースを埋めて、縦磁化信号強度S(TI)、S(TI)、S(TI)、…S(TI(n))…を算出している。 FIG. 10 is a conceptual diagram in which the inversion time interval TS is gradually shortened. The second C sequence SQ2e is a sequence of the pulse PL9 at the TR interval TR9. The RF coil unit 108 applies an RF pulse PL9 based on the second sequence SQ2e, and the data collection unit 150 collects echo data based on the RF pulse PL9. The T1 value calculation unit 173 fills the k space based on the seven echo data, and longitudinal magnetization signal strengths S (TI 1 ), S (TI 2 ), S (TI 3 ),... S (TI (n)) … Is calculated.

第2シーケンスSQ2eでパルスPL9が被検体に印加されるごとにエコーデータを取得する。そして、T1値算出部173は、図8で示したビューシュアリング手法を使って、複数のエコーデータに基づいて信号強度S(TI(n))を算出する。縦磁化信号強度S(TI)は、縦磁化信号強度S(TI)で使われたエコーデータを使っていない。縦磁化信号強度S(TI)は、縦磁化信号強度S(TI2)で使われた1つのエコーデータをシェアしている。縦磁化信号強度S(TI)は、縦磁化信号強度S(TI)で使われた2つのエコーデータをシェアしている。このようにシェアしていくエコーデータを徐々に増やしていくことにより、縦磁化信号強度S(TI)とS(TI)との反転時間間隔TSvは、縦磁化信号強度S(TI)とS(TI)との反転時間間隔TSよりも短くなっている。180度パルスIRpから反転時間TIが短い(近い)時間では、数式02で示されたSstst-S(TI)の信号強度が高く信号変化が大きいため、パラレルイメージングの加速度を高くして、間隔を狭くして時間分解能を上げるのが好適である。 Echo data is acquired every time the pulse PL9 is applied to the subject in the second sequence SQ2e. Then, the T1 value calculation unit 173 calculates the signal intensity S (TI (n)) based on a plurality of echo data using the view sharing method shown in FIG. The longitudinal magnetization signal intensity S (TI 2 ) does not use the echo data used in the longitudinal magnetization signal intensity S (TI 1 ). The longitudinal magnetization signal intensity S (TI 3 ) shares one echo data used in the longitudinal magnetization signal intensity S (TI 2 2 ). The longitudinal magnetization signal intensity S (TI 4 ) shares the two echo data used in the longitudinal magnetization signal intensity S (TI 3 ). By gradually increasing the echo data to be shared in this way, the reversal time interval TSv between the longitudinal magnetization signal strengths S (TI 2 ) and S (TI 3 ) becomes the longitudinal magnetization signal strength S (TI 1 ). And S (TI 1 ) are shorter than the inversion time interval TS. When the inversion time TI is short (near) from the 180-degree pulse IRp, the signal strength of Sstst-S (TI) expressed by Equation 02 is high and the signal change is large. It is preferable to increase the time resolution by narrowing.

<変形例3>
実施形態1で示されたMRI装置は、1.5Tの磁場であり、IRパルスのフリップアングルが180度の場合を示したが、7Tなどの高磁場のMRI装置も存在する。7Tなどの高磁場のMRI装置では、RF不均一によりフリップアングルが撮影位置により異なり、人体発熱の制限でアディアバティックパルス(Adiabatic pulse)が使えない場合がある。そのため高磁場のMRI装置において、IRパルスのフリップアングルは、好適には80度から280度を使用する。
<Modification 3>
The MRI apparatus shown in the first embodiment has a 1.5T magnetic field and the IR pulse has a flip angle of 180 degrees, but there is also a high magnetic field MRI apparatus such as 7T. In a high magnetic field MRI apparatus such as 7T, the flip angle varies depending on the imaging position due to RF non-uniformity, and there are cases where an adiabatic pulse cannot be used due to restriction of human body heat generation. For this reason, in the high magnetic field MRI apparatus, the flip angle of the IR pulse is preferably 80 to 280 degrees.

10 … 磁気共鳴イメージング装置
100 … マグネットシステム(102… 主磁場コイル部、106… 勾配コイル部
108… RFコイル部)
110 … 寝台
130 … 勾配コイル駆動部
140 … RFコイル駆動部
150 … データ収集部
160 … シーケンス制御部
170 … 演算部
172 … 記憶部
173 … T1値算出部(173L… 対数算出部、173R… 補正算出部)
180 … 表示部
190 … 操作部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Magnetic resonance imaging apparatus 100 ... Magnet system (102 ... Main magnetic field coil part, 106 ... Gradient coil part 108 ... RF coil part)
110 ... bed 130 ... gradient coil drive unit 140 ... RF coil drive unit 150 ... data collection unit 160 ... sequence control unit 170 ... calculation unit 172 ... storage unit 173 ... T1 value calculation unit (173L ... logarithmic calculation unit, 173R ... correction calculation Part)
180 ... Display unit 190 ... Operation unit

Claims (20)

被検体からのエコーデータを収集し二次元または三次元画像を再構成する磁気共鳴イメージング装置であって、
一定の縦磁化信号強度が生成されている定常状態における前記被検体の第1画像データを取得する第1シーケンスと、
1回の高周波反転パルスに続いて複数の高周波励起パルスで前記被検体の第2画像データを取得する第2シーケンスと、
前記第1画像データと前記第2画像データとの差分に基づいて、T1値を算出するT1算出部と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。
A magnetic resonance imaging apparatus that collects echo data from a subject and reconstructs a two-dimensional or three-dimensional image,
A first sequence for acquiring first image data of the subject in a steady state in which a constant longitudinal magnetization signal intensity is generated;
A second sequence for acquiring second image data of the subject with a plurality of high-frequency excitation pulses following a single high-frequency inversion pulse;
A T1 calculator that calculates a T1 value based on a difference between the first image data and the second image data;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
前記高周波励起パルスは、フリップ角が3°〜30°である請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the high-frequency excitation pulse has a flip angle of 3 ° to 30 °. 前記定常状態とは、所定のフリップ角の高周波励起パルスを複数回印加して、信号強度が一定になった状態である請求項1又は請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。   3. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the steady state is a state in which a high-frequency excitation pulse having a predetermined flip angle is applied a plurality of times to make the signal intensity constant. 前記T1算出部は、
前記第1画像データと複数の前記第2画像データとを差分して対数化し且つ線形最小二乗法によって、前記複数の高周波励起パルスによる時間短縮効果を含む時定数T1*値を算出する対数算出部と、
前記T1値を算出するため、前記時定数T1*値を補正計算する補正算出部と、
有する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
The T1 calculator is
A logarithmic calculator for calculating a time constant T1 * value including a time shortening effect by the plurality of high-frequency excitation pulses by using the difference between the first image data and the plurality of second image data as a logarithm and linear least squares. When,
A correction calculation unit for correcting and calculating the time constant T1 * value in order to calculate the T1 value;
The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記補正算出部は、前記高周波励起パルスのフリップ角に基づいて、前記時定数T1*値を補正する請求項4に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 4, wherein the correction calculation unit corrects the time constant T1 * value based on a flip angle of the high-frequency excitation pulse. 前記補正算出部は、前記高周波励起パルスの第1フリップ角αと前記第1フリップ角の所定倍の第2フリップ角r×αに基づいて、前記時定数T1*値を補正する請求項5に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The correction calculation unit corrects the time constant T1 * value based on a first flip angle α of the high-frequency excitation pulse and a second flip angle r × α that is a predetermined multiple of the first flip angle. The magnetic resonance imaging apparatus described. 前記補正算出部は、実際に求められた前記高周波励起パルスのフリップ角に基づいて、前記時定数T1*値を補正する請求項5に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 5, wherein the correction calculation unit corrects the time constant T1 * value based on a flip angle of the high-frequency excitation pulse actually obtained. 前記補正算出部は、前記高周波励起パルスの第1フリップ角αと前記第1フリップ角の所定倍の第2フリップ角r×αにおける2つの前記定常状態における前記被検体の第1画像データに基づいて、前記時定数T1*値を補正する請求項4に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The correction calculation unit is based on first image data of the subject in two steady states at a first flip angle α of the high-frequency excitation pulse and a second flip angle r × α that is a predetermined multiple of the first flip angle. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 4, wherein the time constant T1 * value is corrected. 前記異なるフリップ角が3以上であり、異なる定常状態における前記被検体の第1画像データが3以上である請求項8に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 8, wherein the different flip angles are 3 or more, and the first image data of the subject in different steady states is 3 or more. 前記補正算出部は、前記異なるフリップ角が3°〜30°である請求項8又は請求項9に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 8, wherein the correction calculation unit has the different flip angle of 3 ° to 30 °. 前記被検体のn+1番目の前記第2画像を画像再構成する際に、n番目の前記第2画像データの一部を使って画像再構成する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。nは1以上の整数。   5. The image reconstruction according to claim 1, wherein when the n + 1-th second image of the subject is reconstructed, the image is reconstructed using a part of the n-th second image data. The magnetic resonance imaging apparatus described. n is an integer of 1 or more. 前記複数の高周波励起パルスにより前記被検体の第2画像データを取得するエコー時間は、脂肪のケミカルシフトによる位相が水と重なる時間と等しい請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。   12. The echo time for acquiring the second image data of the subject by the plurality of high-frequency excitation pulses is equal to the time when the phase due to the chemical shift of fat overlaps with water. Magnetic resonance imaging device. n番目の前記高周波反転パルスとn+1番目の前記高周波反転パルスとのIR間隔は、予想されるT1値と同等以下に設定される請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。nは1以上の整数。   The magnetic resonance according to any one of claims 1 to 12, wherein an IR interval between the nth high frequency inversion pulse and the n + 1th high frequency inversion pulse is set to be equal to or less than an expected T1 value. Imaging device. n is an integer of 1 or more. n番目の前記高周波励起パルスとn+1番目の前記高周波励起パルスとの時間間隔は、4m秒〜30m秒である請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。nは1以上の整数。   The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein a time interval between the nth radio frequency excitation pulse and the (n + 1) th radio frequency excitation pulse is 4 msec to 30 msec. n is an integer of 1 or more. 前記n番目の前記高周波励起パルスとn+1番目の前記高周波励起パルスとの時間間隔は可変であり、前記縦磁化信号強度の単位時間当たりの変化が大きい場合には前記時間間隔を短く、前記縦磁化信号強度の単位時間当たりの変化が小さい場合には前記時間間隔を長くする請求項14に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The time interval between the n-th high-frequency excitation pulse and the n + 1-th high-frequency excitation pulse is variable, and when the change in the longitudinal magnetization signal intensity per unit time is large, the time interval is shortened, and the longitudinal magnetization The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 14, wherein the time interval is increased when a change in signal intensity per unit time is small. 前記高周波反転パルスと1番目の前記高周波励起パルスとの時間間隔は、100m秒以上である請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 15, wherein a time interval between the high frequency inversion pulse and the first high frequency excitation pulse is 100 milliseconds or more. 前記前記高周波反転パルスの前後の一方又は両方に、横磁化を消失させる勾配磁場を発生するキラーパルスを印加する請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 15, wherein a killer pulse that generates a gradient magnetic field that causes transverse magnetization to disappear is applied to one or both of the high-frequency inversion pulse. 前記高周波反転パルスのフリップ角は、80°から280°である請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 15, wherein a flip angle of the high-frequency inversion pulse is 80 ° to 280 °. 前記高周波反転パルスのフリップ角は、180°である請求項17に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 17, wherein a flip angle of the high frequency inversion pulse is 180 °. 被検体からのエコーデータを収集し三次元画像を再構成する磁気共鳴イメージング装置の演算部にインストールされるプログラムであって、
一定の縦磁化信号強度が生成されている定常状態における前記被検体の第1画像データを取得する第1取得処理と、
1回の高周波反転パルスに続いて複数の高周波励起パルスで前記被検体の第2画像データを取得する第2取得処理と、
前記第1画像データと前記第2画像データとの差分に基づいて、T1値を算出するT1計算処理と、
を前記演算部に実行させるためのプログラム。
A program installed in a calculation unit of a magnetic resonance imaging apparatus that collects echo data from a subject and reconstructs a three-dimensional image,
A first acquisition process for acquiring first image data of the subject in a steady state in which a constant longitudinal magnetization signal intensity is generated;
A second acquisition process of acquiring second image data of the subject with a plurality of high frequency excitation pulses following a single high frequency inversion pulse;
T1 calculation processing for calculating a T1 value based on the difference between the first image data and the second image data;
A program for causing the arithmetic unit to execute.
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