(57)【要約】  操作者の負担を増大することなく、撮像条件に対応して、静磁場不均一による画質劣化を低減するために、選択領域の静磁場不均一が小さくなくなるようなシミング電流を求め、求めた局所Boシミング電流を用いて選択領域をシミングして、該選択領域の静磁場不均一を低減した状態での、該選択領域を励起するRFパルスの、照射位相のインクリメント量(RF-Phase)、又は、励起周波数である調整後励起周波数(f0')を求める。これら照射位相のインクリメント量(RF-Phase)と励起周波数である調整後励起周波数(f0')とは互いに対応する量となる。
2013105384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体が配置される撮像領域に静磁場を発生する静磁場発生部と、
シミング電流が供給されて、前記静磁場の空間的な不均一である静磁場不均一を低減する補償磁場を発生するシミング部と、
所定のパルスシーケンスに基づいて前記被検体からのエコー信号の計測を制御する計測制御部と、
前記エコー信号を用いて前記静磁場不均一を求める静磁場不均一測定部と、
前記静磁場不均一に基づいて、前記シミング電流を求めるシミング電流算出部と、
前記静磁場不均一に基づいて、パルスシーケンスに用いるRFパルスの照射位相のインクリメント量(RF-Phase)を求めるRF-Phase算出部と、
前記シミング部に前記シミング電流が供給されて前記静磁場不均一が低減された状態で、前記RFパルスの照射位相を前記インクリメント量ずつ変えて、前記被検体からのエコー信号の計測を制御する計測制御部と、
を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記静磁場不均一を低減する選択領域の設定を受け付ける領域選択部を備え、
前記シミング電流算出部は、前記選択領域の静磁場不均一に基づいて前記シミング電流を求め、
前記RF-Phase算出部は、前記選択領域の静磁場不均一に基づいて前記インクリメント量(RF-Phase)を求めることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記静磁場不均一測定部が前記静磁場不均一を求める際に用いたRFパルスの励起周波数に、該静磁場不均一に対応する周波数分を加算して、前記静磁場不均一が低減された状態での前記RFパルスの励起周波数である調整後励起周波数を算出する励起周波数算出部を備え、
前記RF-Phase算出部は、前記調整後励起周波数に基づいて、前記インクリメント量(RF-Phase)を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記励起周波数算出部は、前記静磁場不均一が低減された状態に基づいて、前記調整後励起周波数を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記RF-Phase算出部は、前記静磁場不均一に対応する周波数分に相当する位相回転量として前記インクリメント量(RF-Phase)を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項5記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記インクリメント量(RF-Phase)の調整値(Φ)が入力される調整値入力部を備え、
前記RF-Phase算出部は、前記調整値(Φ)を用いて前記インクリメント量(RF-Phase)を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記パルスシーケンスはSSFPシーケンスであり、
前記計測制御部は、前記SSFPシーケンスのRFパルスの照射位相に前記インクリメントずつ変える位相制御を適用することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
請求項3又は4に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記パルスシーケンスは、プリパルスシーケンスとSSFPシーケンスとを有して成り、
前記計測制御部は、前記プリパルスシーケンスのRFパルスには、その励起周波数を前記調整後励起周波数とする周波数制御を適用し、前記SSFPシーケンスのRFパルスには、その照射位相に前記位相制御を適用することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
請求項8記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記プリパルスシーケンスと前記SSFPシーケンスとが異なる選択領域を励起する場合に、
前記シミング電流算出部は、前記選択領域毎の静磁場不均一に基づいて、前記選択領域毎のシミング電流を求め、
前記励起周波数算出部は、前記選択領域毎に、前記静磁場不均一が低減された状態での前記RFパルスの調整後励起周波数を算出し、
前記RF-Phase算出部は、前記SSFPシーケンスにより励起される選択領域での前記インクリメント量(RF-Phase)を、該選択領域での調整後励起周波数に基づいて算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記領域選択部は複数の選択領域の設定を受け付け、
前記シミング電流算出部は、前記選択領域毎の静磁場不均一に基づいて、前記選択領域毎のシミング電流を求め、
前記励起周波数算出部は、前記選択領域毎に、前記静磁場不均一が低減された状態での前記RFパルスの調整後励起周波数を算出し、
前記RF-Phase算出部は、前記選択領域毎の調整後励起周波数に基づいて、前記選択領域毎の前記インクリメント量(RF-Phase)を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
被検体が配置される撮像領域に静磁場を発生する静磁場発生部と、
シミング電流が供給されて、前記静磁場の空間的な不均一である静磁場不均一を低減する補償磁場を発生するシミング部と、
所定のパルスシーケンスに基づいて前記被検体からのエコー信号の計測を制御する計測制御部と、
前記エコー信号を用いて前記静磁場不均一を求める静磁場不均一測定部と、
前記静磁場不均一に基づいて前記シミング電流を算出し、前記シミング部に前記シミング電流が供給されて前記静磁場不均一が低減された状態での、前記パルスシーケンスのRFパルスの調整後励起周波数を算出する演算処理部と、
複数の選択領域の設定を受け付ける領域選択部と、
を備え、
前記演算処理部は、前記複数の選択領域の重なり方に応じて、前記選択領域毎に、前記シミング電流と前記調整後励起周波数を算出し、
前記計測制御部は、前記シミング部に前記シミング電流が供給されて前記静磁場不均一が低減された状態で、前記パルスシーケンスのRFパルスに前記調整後励起周波数を用いて前記エコー信号の計測を制御する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
請求項11記載の磁気共鳴イメージング装置において、２つの領域が互いに少なくとも一部が重ならない場合に、
前記演算処理部は、前記選択領域毎にその前記静磁場の不均一分布に応じて、前記シミング電流と前記励起周波数を算出し、
前記計測制御部は、前記選択領域毎に前記シミング電流と前記励起周波数を変えて、それぞれの選択領域からエコー信号の計測を制御することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
請求項11記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記演算処理部は、前記選択領域毎の前記シミング電流の2次以上の成分を同じ値とすることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
請求項11記載の磁気共鳴イメージング装置において、1つの領域が他の一つの領域を含む場合に、
前記演算処理部は、前記選択領域毎の前記シミング電流の全成分をそれぞれ同じ値とすることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
シミング電流が供給されて静磁場不均一を低減するシミング部を備えた磁気共鳴イメージング装置における領域撮像方法であって、
前記静磁場不均一を計測する静磁場不均一測定ステップと、
前記静磁場不均一に基づいて、前記シミング電流を求めるシミング電流算出ステップと、
前記静磁場不均一に基づいて、前記パルスシーケンスに用いるRFパルスの照射位相のインクリメント量(RF-Phase)を求めるRF-Phase算出ステップと、
前記シミング部に前記シミング電流が供給されて前記静磁場不均一が低減された状態で、前記RFパルスの照射位相を前記インクリメント量ずつ変えて、被検体からエコー信号を計測する計測ステップと、
を備えたことを特徴とする領域撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核磁気共鳴現象を利用した磁気共鳴イメージング装置(以下「MRI装置」という)に係わり、特に、静磁場不均一に対応して選択領域を撮像する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するNMR信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化する装置である。撮影においては、NMR信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。計測されたNMR信号は、2次元又は3次元フーリエ変換されることにより画像に再構成される。【０００３】
3T以上の超高磁場MRI装置では静磁場の空間的な不均一である静磁場不均一が大きくなる。一方、磁化を定常状態自由歳差運動状態にして短時間でエコー信号の計測を繰り返すSSFP(steady-state free precession)シーケンスや、読み出し傾斜磁場を振動させて1回又は複数回の励起で多数のエコー信号を計測するEPI(Echo Planar Imaging)シーケンスは、静磁場不均―に敏感である。したがって、3T以上の超高磁場MRI装置でこれらのパルスシーケンスを用いて得られる画像には、静磁場不均一に基づいて発生するアーチフアクトが顕著となる。また、2次元励起を用いたペンシルビーム型の励起では、静磁場不均―によって励起プロファィルが劣化する場合がある。【０００４】
SSFPシーケンスを例にして、静磁場不均―の影響を説明する。SSFPシーケンスでは、RFパルスの繰り返し時間をTRとすると、静磁場不均―が1/2TRの奇数倍となる周波数で、画像にバンドアーチファクトが発生する。心臓のシネ撮像にSSFPシーケンスを用いた場合、1.5T装置では、画像に発生するバンドアーチファクトは、診断上問題ない位置に発生する。しかし、3T装置では静磁場不均―が大きくなるため、バンドアーチファクトが関心領域である心臓の短軸と重畳してしまう場合がある。その結果、駆出率などの心機能評価に影響を与えてしまう場合がある。【０００５】
静磁場不均―を低減する標準的な方法としては、シムコイルに適切な電流を流し、撮像対象領域の静磁場均一度を調整するBoシミングが用いられている。特に、局所的に静磁場均一度を高めたい場合には、局所的な静磁場不均―を低減する補償磁場を発生させる局所Boシミングという方法が用いられている。具体的には、MRI装置据付時に撮像空間に何も存在しない場合の、その装置固有な静磁場不均―を測定し、撮像時に撮像対象を含めた撮像空間の静磁場不均―を測定し、両者のデータから撮像対象領域の静磁場不均―を低減する補償磁場をシムコイルに発生させる。【０００６】
しかしながら、SSPFシーケンスのバンドアーチファクトは、局所Boシミングだけでは解決できない。そこで、SSFPシーケンスでは、局所Boシミングに加えて、RFパルスの励起周波数を僅かにずらし、バンドアーチファクトが心臓領域に重畳しないようにする方法が用いられている。励起周波数を求める方法としては、静磁場不均一から局所Boシミング後の静磁場不均一推定マップを作成し、心臓の短軸方向の平均的な静磁場不均―を低減する励起周波数を算出するという方法が用いられている。或いは、準備計測として、励起周波数を僅かにずらした画像を複数枚撮像し、アーチファクトが心臓の短軸に重畳しないように、操作者が適切な励起周波数を視覚的に求めるという方法(特許文献1)が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開2005/0165295号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】M. Schar, et. al. , MRM 51,p799(2004)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した様に、心臓のような特定の単一領域を撮像対象とする場合には、局所Boシミングと励起周波数の調整によりアーチファクトを低減することが可能である。しかし、ペンシルビーム等の静磁場不均―に敏感なプリパルスを用いて複数領域を別々に励起する場合にも、同一の局所Boシミングと励起周波数を用いて複数領域を撮像すると、いずれかの領域において静磁場不均―に起囚する画質劣化が発生してしまう。【００１０】
また、SSFPシーケンスを用いる際に、撮像スライス断面のスペクトルを計測し、操作者がスペクトルの形状から励起周波数を変更してしまった場合には、意図せずバンドアーチファクトの位置が適切な位置からずれてしまう。また、上述の局所Boシミングと励起周波数の調整後においてもバンドアーチファクトの位置が適切でなかった場合、操作者が調整することが困難である。【００１１】
そこで、本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、操作者の負担を増大することなく、撮像条件に対応して、静磁場不均一による画質劣化を低減することが可能なMRI装置及び領域撮像方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明は、選択領域の静磁場不均一が小さくなくなるようなシミング電流を求め、求めた局所Boシミング電流を用いて選択領域をシミングして、該選択領域の静磁場不均一を低減した状態での、該選択領域を励起するRFパルスの、照射位相のインクリメント量(RF-Phase)、又は、励起周波数である調整後励起周波数(f0')を求める。これら照射位相のインクリメント量(RF-Phase)と励起周波数である調整後励起周波数(f0')とは互いに対応する量となる。そして、照射位相のインクリメント量(RF-Phase)と、励起周波数である調整後励起周波数(f0')の少なくとも一方を用いたRFパルスにより撮像を行う。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のMRI装置及び領域撮像方法によれば、操作者の負担を増大することなく、撮像条件に対応して、静磁場不均一による画質劣化を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るMRI装置の一実施例の全体構成を示すブロック図
【図２】撮像パラメータに応じた制御方法の選択を行う処理フローを表すフローチャート
【図３】(a)図は、実施例1の機能ブロック図であり、(b)図は実施例2の機能ブロック図
【図４】実施例1の処理フローを示すフローチャート
【図５】RF-Phaseの調整値の入力画面である、表示・操作部118に表示されるグラフィカルユーザーインターフェース(GUI)を表す図
【図６】2つの選択領域の重なり方の例を示す図
【図７】実施例3の機能ブロック図
【図８】実施例3の処理フローを示すフローチャート
【図９】実施例3のシーケンスチャート
【図１０】実施例4のシーケンスチャート
【図１１】実施例5のシーケンスチャート
【図１２】実施例6の処理フローを示すフローチャート
【図１３】実施例7の機能ブロック図(a)図は、実施例1相当の機能ブロック図であり、(b)図は実施例2相当の機能ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面に従って本発明のMRI装置の好ましい実施例について詳説する。なお、発明の実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１６】
最初に、本発明に係るMRI装置を図1に基づいて説明する。図1は、本発明に係るMRI装置の一実施例の全体構成を示すブロック図である。
【００１７】
このMRI装置は、NMR現象を利用して被検体101の断層画像を得るもので、図1に示すように、静磁場発生磁石102と、傾斜磁場コイル103及び傾斜磁場電源109と、RF送信コイル104及びRF送信部110と、RF受信コイル105及び信号処理部107と、計測制御部111と、全体制御部112と、表示・操作部118と、被検体101を搭載する天板を静磁場発生磁石102の内部に出し入れするベッド106と、を備えて構成される。
【００１８】
静磁場発生磁石102は、垂直磁場方式であれば被検体101の体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば体軸方向に、それぞれ均一な静磁場を発生させるもので、被検体101の周りに永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源が配置されている。
【００１９】
傾斜磁場コイル103は、MRI装置の実空間座標系(静止座標系)であるX、Y、Zの3軸方向に巻かれたコイルであり、それぞれの傾斜磁場コイルは、それを駆動する傾斜磁場電源109に接続され電流が供給される。具体的には、各傾斜磁場コイルの傾斜磁場電源109は、それぞれ後述の計測制御部111からの命令に従って駆動されて、それぞれの傾斜磁場コイルに電流を供給する。これにより、X、Y、Zの3軸方向に傾斜磁場Gx、Gy、Gzが発生する。
【００２０】
2次元スライス面の撮像時には、スライス面(撮像断面)に直交する方向にスライス傾斜磁場パルス(Gs)が印加されて被検体101に対するスライス面が設定され、そのスライス面に直交して且つ互いに直交する残りの2つの方向に位相エンコード傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード(リードアウト)傾斜磁場パルス(Gf)が印加されて、NMR信号(エコー信号)にそれぞれの方向の位置情報がエンコードされる。
【００２１】
また、傾斜磁場コイル103には、シミング電流が供給されて静磁場不均一を低減する補償磁場を発生するシムコイルも配置されている。シムコイルは各次数の補償磁場を発生する成分コイルをそれぞれ有してなる。具体的には、2次成分(x^2、y^2、xy、yz、zx、(x^2-y^2)成分など)、或いは更なる高次成分を含んでも良い。なお、0次(Bo成分)成分はRFパルスの励起周波数f0により補償され、1次成分は傾斜磁場コイルと兼用される。
【００２２】
RF送信コイル104は、被検体101に照射RF磁場パルス(以下、RFパルスと略記する)を照射するコイルであり、RF送信部110に接続され高周波パルス電流が供給される。これにより、被検体101の生体組織を構成する原子のスピンにNMR現象が誘起される。具体的には、RF送信部110が、後述の計測制御部111からの命令に従って駆動されて、高周波パルスを振幅変調し、増幅した後に被検体101に近接して配置されたRF送信コイル104に供給することにより、RFパルスが被検体101に照射される。
【００２３】
RF受信コイル105は、被検体101の生体組織を構成するスピンのNMR現象により放出されるエコー信号を受信するコイルであり、信号処理部107に接続されて受信したエコー信号が信号処理部107に送られる。
【００２４】
信号処理部107は、RF受信コイル105で受信されたエコー信号の検出処理を行う。具体的には、後述の計測制御部111からの命令に従って、信号処理部107が、受信されたエコー信号を増幅し、直交位相検波により直交する二系統の信号に分割し、それぞれを所定数(例えば128、256、512等)サンプリングし、各サンプリング信号をA/D変換してディジタル量に変換する。従って、エコー信号は所定数のサンプリングデータからなる時系列のデジタルデータ(以下、エコーデータという)として得られる。そして、信号処理部107は、エコーデータに対して各種処理を行い、処理したエコーデータを計測制御部111に送る。
【００２５】
計測制御部111は、被検体101の断層画像の再構成に必要なエコーデータ収集のための種々の命令を、主に、傾斜磁場電源109と、RF送信部110と、信号処理部107に送信してこれらを制御する制御部である。具体的には、計測制御部111は、後述する全体制御部112の制御で動作し、ある所定のシーケンスの制御データに基づいて、傾斜磁場電源109、RF送信部110及び信号処理部107を制御して、被検体101へのRFパルスの照射及び傾斜磁場パルスの印加と、被検体101からのエコー信号の検出と、を繰り返し実行し、被検体101の撮像領域についての画像の再構成に必要なエコーデータの収集を制御する。繰り返しの際には、2次元撮像の場合には位相エンコード傾斜磁場の印加量を、3次元撮像の場合には更にスライスエンコード傾斜磁場の印加量も、変えて行なう。位相エンコードの数は通常1枚の画像あたり128、256、512等の値が選ばれ、スライスエンコードの数は、通常16、32、64等の値が選ばれる。これらの制御により信号処理部107からのエコーデータを全体制御部112に出力する。
【００２６】
全体制御部112は、計測制御部111の制御、及び、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等の制御を行うものであって、演算処理部(CPU)114と、メモリ113と、磁気ディスク等の内部記憶部115と、外部ネットワークとのインターフェースを行うネットワークIF116と、を有して成る。また、全体制御部112には、光ディスク等の外部記憶部117が接続されていても良い。具体的には、計測制御部111を制御してエコーデータの収集を実行させ、計測制御部111からのエコーデータが入力されると、演算処理部114がそのエコーデータに印加されたエンコード情報に基づいて、メモリ113内のk空間に相当する領域に記憶させる。以下、エコーデータをk空間に配置する旨の記載は、エコーデータをメモリ113内のk空間に相当する領域に記憶させることを意味する。また、メモリ113内のk空間に相当する領域に記憶されたエコーデータ群をk空間データともいう。そして演算処理部114は、このk空間データに対して信号処理やフーリエ変換による画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体101の画像を、後述の表示・操作部118に表示させ、内部記憶部115や外部記憶部117に記録させたり、ネットワークIF116を介して外部装置に転送したりする。
【００２７】
表示・操作部118は、再構成された被検体101の画像を表示する表示部と、MRI装置の各種制御情報や上記全体制御部112で行う処理の制御情報を入力するトラックボール又はマウス及びキーボード等の操作部と、から成る。この操作部は表示部に近接して配置され、操作者が表示部を見ながら操作部を介してインタラクティブにMRI装置の各種処理を制御する。
【００２８】
現在MRI装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核(プロトン)である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を2次元もしくは3次元的に撮像する。
【００２９】
(本発明の領域撮像法の概要)
本発明に係る領域撮像法は、以下のステップを有する。即ち、
ROI設定を介して選択された領域(以下、選択領域と略記する)を含む領域についての静磁場不均一の空間的分布を表す静磁場不均一分布を測定する。
【００３０】
そして、選択領域の静磁場不均一が小さくなくなるような局所Boシミング電流(C)を求める。
そして、求めた局所Boシミング電流(C)を用いて選択領域をシミングして、該選択領域の静磁場不均一を低減した状態での、該選択領域を励起する調整後励起周波数(f0')を求める。
【００３１】
選択領域を撮像する際には、求めた局所Boシミング電流(C)をシムコイルに流して、該励起領域の静磁場不均一を低減した状態で、調整後励起周波数(f0')のRFパルスを用いて励起を行う周波数制御、或いは、調整後励起周波数(f0')に相当する照射位相のインクリメント量(RF-Phase)を各RFパルスに与えて励起を行う位相制御、のいずれかを行う。なお、インクリメント量(RF-Phase)は、調整後励起周波数(f0')から求めることなく、静磁場不均一に相当する周波数分から直接求めてもよい。
【００３２】
具体的には、位相制御とは、静磁場不均一に基づいて、パルスシーケンスに用いるRFパルスの照射位相のインクリメント量(RF-Phase)を求め、シミング部にシミング電流が供給されて静磁場不均一が低減された状態で、RFパルスの照射位相をインクリメント量(RF-Phase)ずつ変えて、エコー信号の計測を制御することである。また、周波数制御とは、静磁場不均一に基づいてシミング電流を算出し、シミング部にシミング電流が供給されて静磁場不均一が低減された状態での、パルスシーケンスのRFパルスの調整後励起周波数を算出し、複数の選択領域の設定を受け付けると、それら複数の選択領域の重なり方に応じて、選択領域毎に、シミング電流と調整後励起周波数を算出し、パルスシーケンスのRFパルスに調整後励起周波数を用いてエコー信号の計測を制御することである。
【００３３】
実施例1，2は位相制御の例であり、実施例3〜6は周波数制御の例であり、実施例7、8は位相制御と周波数制御の両方を用いる例である。
【００３４】
以下、周波数制御を行うための調整後励起周波数(f0')や、位相制御を行うためのRF-Phaseの算出方法を説明する。
【００３５】
(調整後励起周波数の算出)
静磁場不均一を考慮した調整後励起周波数の算出法の概要について説明する。
【００３６】
最初に、選択領域を含む領域の静磁場不均一分布を測定する。静磁場不均一分布の測定には、例えば、励起周波数f0のdual echo Gradient Echoシーケンスを用いることができる。第1エコー信号から得られる位相画像をφ1、第2エコー信号から得られる位相画像をφ2、第1エコー信号のピークと第2エコー信号のピークとの時間間隔をτとすると、静磁場不均一分布は(1)式のようになる。なお、本明細書では静磁場不均一を周波数で表すものとする。
【００３７】
ΔB0＝(φ2-φ1)/2πτ      (1)
次に、(1)式で求めた静磁場不均一分布に対して、励起する選択領域のみを対象とするようにマスク処理を施し、選択領域の静磁場不均一が小さくなるような局所Boシミング電流(C)を算出する。具体的には、選択領域に関して、MRI装置据付時に測定したシムコイルの特性が反映された特性行列をAと、シムコイル電流値をC(＝[Δf0,Gx,Gy,Gz,Gxy])としたときの(2)式の行列をCに関して解く。
【００３８】
A・C＝ΔB0                (2)
ここで、Δf0は周波数オフセットである。Gx、Gy、Gzは、それぞれ1次のシムコイルx、y、zが発生する1次の補償磁場成分である。なお、1次のシムコイルは傾斜磁場コイルと兼用されるのが通常なので、この1次の補償磁場を発生するための電流は傾斜磁場コイルに供給される。一方、Gxyは2次のシムコイルxyが発生する2次の補償磁場成分である。2次以上の項としてxyのみを記載したが、一般にはx^2、y^2、yz、zx、(x^2-y^2)などの高次項を含んでも良い。
【００３９】
次に、上記のように算出された局所Boシミング電流(C)を用いて選択領域がシミングされて静磁場不均一が低減された状態で、該選択領域を励起するRFパルスの励起周波数である調整後励起周波数(f0')を(3)式により決定する。
【００４０】
f0'＝f0＋Δf0＋＜f0＞                (3)
ここで、f0は静磁場不均一分布を測定する際に用いたdual echo Gradient Echoの励起周波数であり、Δf0は(2)式により求めた周波数オフセットであり、＜f0＞はシミング後静磁場不均一推定マップを基に求めた周波数オフセットである。つまり、選択領域を励起するRFパルスの調整後励起周波数(f0')は、静磁場不均一が低減された状態に基づいて算出されるものであり、静磁場不均一分布を測定する際に用いたRFパルスの励起周波数に、静磁場不均一に対応する周波数分(Δf0＋＜f0＞)を加算したものとなる。シミング後静磁場不均一推定マップは、シムコイル電流値[Gx,Gy,Gz,Gxy]を流したときに発生する磁場をΔB0に加算して求める。＜f0＞の算出には、たとえば、選択領域内のシミング後静磁場不均一推定マップの最大値と最小値の平均や、選択領域内の静磁場不均一推定マップの相加平均や、選択領域内の静磁場不均一推定マップのヒストグラムの平均などにより算出する。
【００４１】
(RF-Phaseの算出)
次に、(3)式の調整後励起周波数(f0')に相当する、RFパルス照射位相の照射毎のインクリメント量である、RF-Phaseの算出方法について説明する。
【００４２】
SSFPシーケンスはフリップ角が一定であるRFパルスを一定の繰り返し時間TRで連続して照射する。その際、照射位相は180度ずつ増加させる。SSFPシーケンスの励起周波数をf0とすると、(3)式により導出した調整後励起周波数(f0')で励起したスピンは、TR間に(f0'-f0)*TR*360[deg.]だけ回転するため、RF-Phaseを180+(f0'-f0)*TR*360とした場合と同様の振る舞いをする。
【００４３】
従って、(3)式で算出した調整後励起周波数(f0')をRF-Phaseに変換するには以下の式を用いる。
RF-Phase = [ 180 + 360*TR*(f0'-f0) ] % 360
= [180 + 360*TR*(Δf0＋＜f0＞)] % 360      (4)
ただし、%は剰余演算子を表し、A％Bの演算はAをBで割った余りを意味する。つまり、RF-Phaseは、静磁場不均一に対応する周波数分(Δf0＋＜f0＞)に相当する位相回転をRFパルスの照射位相に与える位相量である。(4)式から、RF-Phaseは調整後励起周波数(f0')の算出を介して求めることも可能あり、静磁場不均一に対応する周波数分(Δf0＋＜f0＞)から直接求めることも可能であることが理解される。ここで、SSFPシーケンスの実際の励起周波数であるf0は、前計測(プリスキャン)として撮像スライス断面のスペクトルを計測し、水のスペクトルのピーク周波数に自動設定してもよいし、操作者が上記スペクトルの形状からでマニュアル調整して設定してもよいとする。f0'は(3)式により算出した励起周波数である。
【００４４】
このように、SSFPシーケンスのRFパルスを、繰り返し時間TR毎の照射の際に、その照射位相を(4)式で求まるインクリメント量(RF-Phase)ずつ変えて照射することで、実際の励起周波数がf0であっても、励起周波数がf0'と同等の効果を有することになる。さらに、バンドアーチファクトの位置はRF-Phaseにより制御されるため、RF-Phaseを制御することで、実際の励起周波数(f0)が変更されても、バンドアーチファクトの位置を固定又は所望の位置に移動することが可能となる。
【００４５】
(制御方法の選択のフローチャート)
本発明のMRI装置及び領域撮像方法は、撮像条件としての撮像パラメータに応じて、上記位相制御又は周波数制御のいずれかを行う。制御方法の選択に係る撮像パラメータとして、選択領域の数と撮像シーケンスのシーケンス種とがある。ここで撮像シーケンスが画像用のエコー信号の計測を行うメインシーケンスとそのメインシーケンスに先行するプリパルスシーケンスとからなる場合には、シーケンス種とはメインシーケンスのシーケンス種を意味する。それらの撮像パラメータに応じた制御方法の選択を行う処理フローを、図2のフローチャートに基づいて説明する。
【００４６】
ステップ200で、演算処理部114は、操作者が設定した選択領域が単一領域か、複数領域かを判定する。
【００４７】
単一領域の場合とは、メインシーケンスと、そのプリパルスシーケンス又は他のメインシーケンスとが共に同一領域のみを励起する場合である。
【００４８】
他方、複数領域の場合とは、メインシーケンスと、そのプリパルスシーケンス又は他のメインシーケンスとがそれぞれ異なる領域を励起する場合である。単一領域の場合201にはステップ202へ移行し、複数領域の場合205にはステップ206へ移行する。
【００４９】
ステップ202,206で、演算処理部114は、シーケンス種がSSFPであるか、それ以外であるかを判定する。
【００５０】
単一領域励起、かつ、SSFPシーケンス以外の場合(203)については、非特許文献1に記載された公知技術を用いてシミング電流値と励起周波数を算出して撮像シーケンスを生成する(210)。
【００５１】
単一領域励起、かつ、SSFPシーケンスの場合(204)は、ステップ209で、演算処理部114はプリパルスシーケンス併用の有無を判定する。プリパルスシーケンスを併用しない場合は、以下の実施例1又は2を用いてSSFPシーケンスの局所Boシミング電流値とRF-Phase  を算出して撮像シーケンスを生成する(211)。プリパルスシーケンスを併用する場合は、実施例7を用いて、プリパルスシーケンスの局所Boシミング電流値と調整後励起周波数を算出し、SSFPシーケンスの局所Boシミング電流値とRF-Phaseを算出して、撮像シーケンスを生成する(212)。
【００５２】
複数領域励起、かつ、SSFPシーケンス以外の場合(208)については、以下の実施例3〜6のいずれかを用いて、励起する領域の重なり方に応じて、該領域毎の局所Boシミング電流値、調整後励起周波数を算出し、撮像シーケンスを生成する(214)。
【００５３】
複数領域励起、かつ、SSFPシーケンスの場合(207)については、以下の実施例8を用いて、励起する領域の重なり方に応じて、プリパルスシーケンスの局所Boシミング電流値と調整後励起周波数を算出し、SSFPシーケンスの局所Boシミング電流値とRF-Phaseを算出して、撮像シーケンスを生成する(213)。
【００５４】
(実施例1)
本発明のMRI装置及び領域撮像方法の実施例1について説明する。本実施例1は、静磁場不均一に応じて、シムコイルに流す局所Boシミング電流とRFパルスのインプリメント量(RF-Phase)とを算出して、算出した局所Boシミング電流とRF-Phaseとを用いて撮像する。以下、図3(a)，4に基づいて本実施例1を詳細に説明する。
【００５５】
(実施例1の機能ブロック)
最初に、本実施例1の領域撮像方法を実現するための演算処理部114の各機能を、図3(a)に示す機能ブロック図に基づいて説明する。本実施例1に係る演算処理部114は、領域選択部301と、静磁場不均一分布測定部302と、局所Boシミング電流算出部303と、励起周波数算出部304と、RF-Phase算出部305と、設定部306を有して成る。
【００５６】
領域選択部301は、操作・表示部118に、位置決め画像を表示し、操作者の領域選択のためのROIの設定入力を受け付ける。そして、ROIが設定されて選択された選択領域を撮像領域として設定する。そして、選択領域の位置情報を静磁場不均一分布測定部302と局所Boシミング電流算出部303に通知する。
【００５７】
静磁場不均一分布測定部302は、選択領域を含む領域の静磁場不均一分布を測定するための測定シーケンスの制御データを生成して計測制御部111に通知して、選択領域を含む領域の静磁場不均一分布の測定を制御する。そして、計測制御部111は、静磁場不均一分布測定シーケンスを起動し、計測したエコーデータを局所Boシミング電流算出部303に通知する。静磁場不均一分布測定シーケンスには、前述したように、dual echo Gradient Echoシーケンスを用いることができる。
【００５８】
局所Boシミング電流算出部303は、選択領域の静磁場不均一が小さくなるような局所Boシミング電流(C)を算出する。そこで、最初に、選択領域の静磁場不均一分布を抽出するために、選択領域を含む領域の静磁場不均一分布に対してマスク処理を施す。次に、選択領域の静磁場不均一が小さくなるような局所Boシミング電流(C)を算出する。局所Boシミング電流(C)の算出の詳細は前述したとおりである。そして、算出した局所Boシミング電流(C)を励起周波数算出部304と設定部306に通知する。
【００５９】
励起周波数算出部304は、局所Boシミング電流(C)を用いて、選択領域の静磁場不均一が小さくなるように、選択領域を励起するための調整後励起周波数(f0')を算出する。調整後励起周波数(f0')算出の詳細は前述したとおりである。
【００６０】
RF-Phase算出部305は、励起周波数算出部304で算出された調整後励起周波数(f0')に対応する位相回転量としてRF-Phaseを算出する。或いは、静磁場不均一に対応する周波数分(Δf0＋＜f0＞)に相当する位相回転量としてRF-Phaseを算出する。RF-Phase算出の詳細は前述したとおりである。そして、RF-Phaseを設定部306に通知する。
【００６１】
設定部306は、局所Boシミング電流算出部303で算出された局所Boシミング電流(C)と、RF-Phase算出部305で算出されたRF-Phaseと、実際の励起周波数(f0)を、その選択領域の局所Boシミング電流とRF-Phaseと励起周波数として設定する。そして、これらの設定した局所Boシミング電流(C)とRF-Phaseと励起周波数(f0)を用いて撮像シーケンスの制御データを生成し、計測制御部111に通知する。
【００６２】
(実施例1の処理フロー)
次に、上記各機能部が連携して行なう本実施例1の処理フローを図4に示すフローチャートに基づいて説明する。本処理フローは、予めプログラムとして内部記憶装置115に記憶されており、演算処理部114が内部記憶装置115からそのプログラムを読み込んで実行することにより実施される。以下、各処理ステップの処理内容を詳細に説明する。
【００６３】
ステップ400で、領域選択部301は、操作・表示部118に位置決め画像を表示し、操作者による領域選択のためのROIの設定入力を受け付ける。そして、ROIで選択された選択領域の位置情報を静磁場不均一測定部302に通知する。
【００６４】
ステップ401で、静磁場不均一測定部302は、上記選択領域を含む領域の静磁場不均一分布を測定する。詳細は前述したとおりである。
【００６５】
ステップ402で、局所Boシミング電流算出部303は、ステップ401で測定された静磁場不均一分布に対して、選択領域のみを選択するようにマスク処理を施す。そして、選択領域の静磁場不均一が小さくなるような局所Boシミング電流(C)を算出する。詳細は前述したとおりである。
【００６６】
ステップ403で、励起周波数算出部304は、選択領域の静磁場不均一が小さくなるように調整後励起周波数(f0')を算出する。詳細は前述したとおりである。
【００６７】
ステップ404で、RF-Phase算出部305は、ステップ403で算出された調整後励起周波数(f0')に対応するRF-Phaseを算出する。詳細は前述したとおりである。
【００６８】
ステップ405で、設定部306は、選択領域を励起する際の局所Boシミング電流及びRF-Phase及び励起周波数として、ステップ402で算出された局所Boシミング電流(C)及びステップ404で算出されたRF-Phase及びステップ404の計算に用いられた実際の励起周波数(f0)、をそれぞれ設定して、後述する撮像シーケンスの制御データを生成し、計測制御部111に通知する。
【００６９】
ステップ406で、計測制御部111は、ステップ405で設定された局所Boシミング電流(C)及びRF-Phase及び励起周波数(f0)を用いて、RFパルスの照射位相をインクリメント量ずつ変える位相制御を適用して、撮像を制御する。
【００７０】
なお、ステップ404におけるRF-Phaseの算出は、調整後励起周波数(f0')を用いることなく、ステップ401で測定された静磁場不均一分布とステップ402で算出された局所Boシミング電流(C)とから導き出される、静磁場不均一に対応する周波数分(Δf0＋＜f0＞)に相当する位相回転量として、RF-Phaseを算出しても良い。その場合には、ステップ403の調整後励起周波数(f0')の算出は省略される。
【００７１】
また、複数の選択領域の撮像を行う場合には、ステップ400で複数のROI設定により複数の選択領域が設定され、401で複数の選択領域を含む領域の静磁場不均一分布が求められ、選択領域毎にステップ402〜406を繰り返すことになる。或いは、後述する実施例8が実行されることになる。
以上までが本実施例1の処理フローの説明である。
【００７２】
以上説明したように、本実施例1のMRI装置及び領域撮像方法は、静磁場不均一に基づいて、パルスシーケンスに用いるRFパルスの照射位相のインクリメント量(RF-Phase)を求め、シミング部にシミング電流が供給されて静磁場不均一が低減された状態で、RFパルスの照射位相をインクリメント量ずつ変える位相制御を適用して、エコー信号の計測を制御する。その結果、静磁場不均一分布に起因する画質劣化を低減することが可能となる。また、バンドアーチファクトの位置は、RF-Phaseにより制御されるため、操作者が励起周波数(f0)を変更してもバンドアーチファクトの位置を変えずに同じ位置に固定することが可能となる。
【００７３】
(実施例2)
次に、本発明のMRI装置及び領域撮像方法の実施例2を説明する。前述の実施例1では、自動的に適切なRF-Phaseを算出したが、ROI内の静磁場不均一が1/TR [Hz]以上の場合にはROI内にバンドアーチファクトが混入してしまう。実施例2では、このような場合に、操作者がバンドアーチファクトの位置を容易に調整できるようにする。具体的には、局所Boシミング電流および調整後励起周波数(f0')を設定する処理フローの概要は前述の実施例1と同じであるが、操作者が設定入力する位相を追加してインクリメント量(RF-Phase)を算出することで、バンドアーチファクトの位置を調整できるようにする。
【００７４】
以下、主に前述の実施例1と異なる箇所を中心にして、本実施例2を詳細に説明する。
【００７５】
(RF-Phaseの調整値の算出)
初めに、本実施例2の、操作者がバンドアーチファクトの位置を調整する場合のインクリメント量(RF-Phase)算出方法の概要を説明する。
【００７６】
まず、RF-Phaseの調整値の入力画面である、表示・操作部118に表示されるグラフィカルユーザーインターフェース(GUI)について、図5を用いて説明する。このGUIは、図5(a)に示すように、前述の実施例1で説明した(4)式で算出されるRF-Phaseの値を表示するRF-Phase表示部501と、操作者によりRF-Phaseの調整値Φが入力される調整値入力部502と、を有して成る。なお、RF-Phaseの値が必要ない場合は、図5(b)に示すように、RF-Phase表示部501に自動調整した値を用いていることを明示するような表示(例えば「Auto」)をしてよい。
【００７７】
最初に、上記GUIの調整値入力部502に、操作者が手動でRF-Phaseの調整値Φを入力・設定する。
【００７８】
次に、静磁場不均一分布の測定後、選択領域に対する局所Boシミング電流(C)と、選択領域のバンドアーチファクトが低減するような調整後励起周波数(f0')と、がそれぞれ算出される。算出方法は前述の実施例1と同様である。
【００７９】
最後に、調整後励起周波数(f0')に対応するRF-Phase(つまり実施例1の(4)式で求められるRF-Phase)に、操作者により設定された調整値Φを加算して、以下の(5)式に基づいてRF-Phaseが算出される。
【００８０】
RF-Phase = [ 180 +Φ+360*TR*(f0'-f0) ] % 360
= [180 +Φ+ 360*TR*(Δf0＋＜f0＞)] % 360        (5)
ここで、各変数は、(4)式と同様である。この場合にも、(5)式に示すように、前述の実施例1と同様に、調整後励起周波数(f0')を用いることなく、静磁場不均一に対応する周波数分(Δf0＋＜f0＞)に相当する位相回転量に操作者により設定された調整値Φを加算してRF-Phaseを求めてもよい。
以降の処理は実施例1と同様である。
【００８１】
(実施例2の機能ブロック)
次に、本実施例2の領域撮像方法を実現するための演算処理部114の各機能を図3(b)に基づいて説明する。本実施例2に係る演算処理部114の機能ブロックは、前述の実施例1と基本的には同様であるが、RF-Phase算出部305の機能が異なる。以下、前述の実施例1と異なる箇所のみを説明し、同一箇所の説明は省略する。
【００８２】
RF-Phase算出部305は、RF-Phaseの調整値Φを用いてRF-Phaseを算出する。具体的には、励起周波数算出部304で算出された調整後励起周波数(f0')と、表示・操作部118に表示された調整値入力部502を介して操作者により設定入力されたRF-Phaseの調整値Φと、に基づいて、(5)式を用いてRF-Phaseを算出する。換言すれば、励起周波数算出部304で算出された調整後励起周波数(f0')に対応するRF-Phaseと、RF-Phaseの調整値Φと、に基づいて、RF-Phaseを算出する。或いは、静磁場不均一に対応する周波数分(Δf0＋＜f0＞)に相当する位相回転量と、操作者により設定入力されたRF-Phaseの調整値Φと、に基づいて、(5)式を用いてRF-Phaseを算出する。そして、算出したRF-Phaseを設定部306に通知する。
【００８３】
(実施例2の処理フロー)
次に、上記各機能部が連携して行なう本実施例2の処理フローを図4に示すフローチャートに基づいて説明する。本実施例2の処理フローは、前述の実施例1で説明した図4の処理フローと基本的には同様であるが、ステップ404の処理内容が異なる。以下、前述の実施例1と異なる箇所のみを説明し、同一箇所の説明は省略する。
【００８４】
ステップ404で、RF-Phase算出部305は、図5に示したGUIを表示・操作部118に表示して、操作者によるRF-Phaseの調整値Φの入力設定を受け付ける。そして、励起周波数算出部304で算出された調整後励起周波数(f0')と、RF-Phaseの調整値Φと、に基づいてRF-Phaseを算出する。或いは、静磁場不均一に対応する周波数分(Δf0＋＜f0＞)に相当する位相回転量と、操作者により設定入力されたRF-Phaseの調整値Φと、に基づいてRF-Phaseを算出する。詳細は前述したとおりである。
【００８５】
なお、複数の選択領域の撮像を行う場合には、実施例1と同様に、ステップ400で複数のROI設定により複数の選択領域が設定され、401で複数の選択領域を含む領域の静磁場不均一分布が求められ、選択領域毎にステップ402〜406を繰り返すことになる。或いは、後述する実施例8が実行されることになる。
以上までが本実施例2の処理フローの説明である。
【００８６】
以上説明したように、本実施例2のMRI装置及び領域撮像方法は、静磁場不均一分布に応じて算出したインクリメント量(RF-Phase)に対して、操作者がRF-Phaseの調整値を加えてRF-Phaseを算出することで、操作者がバンドアーチファクトの位置を容易に調整することが可能となる。また、前述の実施例1と同様に、バンドアーチファクトの位置は、RF-Phaseにより制御されるため、操作者が励起周波数(f0)を変更してもバンドアーチファクトの位置を変えずに同じ位置に固定することが可能となる。
【００８７】
(実施例3)
本発明のMRI装置及び領域撮像方法の実施例3について説明する。本実施例3は、領域毎に、シムコイルに流す局所Boシミング電流と調整後励起周波数とを算出して、領域毎に順次撮像する。したがって、本実施例3は、図6(a)の選択領域1と選択領域2が共通領域を持たない場合、又は、図6(b)の選択領域1と選択領域2が共通領域を持つ場合の撮像に好適である。換言すれば、2つの領域が互いに少なくとも一部が重ならない場合に本実施例3は好適となる。なお、本実施例3においては、2つの領域が重なる共通領域は2回撮像されることになる。以下、図7，8に基づいて本実施例3を詳細に説明する。
【００８８】
(実施例3の機能ブロック)
最初に、本実施例3の領域撮像方法を実現するための演算処理部114の各機能を、図7に示す機能ブロック図に基づいて説明する。本実施例3に係る演算処理部114の機能ブロックは、前述の実施例1で説明した図3(a)に示すブロック図と比較して、RF-Phase算出部305がなく、判定部705を有して成る。以下、前述の実施例1の機能ブロック図と異なる部分のみ説明し、同じ機能内容については説明を省略する。
【００８９】
領域選択部301は、実施例1と同様である。
静磁場不均一分布測定部302は、実施例1と同様である。
局所Boシミング電流算出部303は、選択領域の静磁場不均一が小さくなるような局所Boシミング電流(C)を算出する。局所Boシミング電流の算出の詳細は、実施例1と同様である。
【００９０】
励起周波数算出部304は、選択領域の静磁場不均一が小さくなるように、選択領域を励起するための調整後励起周波数(f0')を設定する。調整後励起周波数(f0')の算出の詳細は、実施例1と同様である。
【００９１】
判定部705は、選択領域用に算出された局所Boシミング電流(C)と調整後励起周波数(f0')とを用いた場合の静磁場不均一分布(つまりシミング後静磁場不均一推定マップ)のその選択領域内の分散が、所定の判定基準を満たすか否かを判定する。判定基準としては、シミング後静磁場不均一推定マップにおける選択領域内の静磁場不均一分布について、その分散がある閾値(例えば100ヘルツ)以下である、または、最大と最小の差が閾値以下である、等とする。そして、判定基準を満たした局所Boシミング電流(C)と調整後励起周波数(f0')を設定部306に通知する。
【００９２】
設定部306は、選択領域内の静磁場不均一分布が所定の判定基準を満たす局所Boシミング電流(C)と調整後励起周波数(f0')を、その選択領域の局所Boシミング電流と励起周波数として設定する。そして、これらの設定した局所Boシミング電流(C)と調整後励起周波数(f0')を用いて撮像シーケンスの制御データを生成し、計測制御部111に通知する。
【００９３】
(実施例3の処理フロー)
次に、上記各機能部が連携して行なう本実施例3の処理フローを図8に示すフローチャートに基づいて説明する。本処理フローは、予めプログラムとして内部記憶装置115に記憶されており、演算処理部114が内部記憶装置115からそのプログラムを読み込んで実行することにより実施される。以下、各処理ステップの処理内容を詳細に説明する。
【００９４】
ステップ800で、領域選択部301は、操作・表示部118に位置決め画像を表示し、操作者の選択領域1と選択領域2の選択のための各ROIの設定入力を受け付ける。そして、選択された選択領域1と選択領域2の位置情報を静磁場不均一測定部302に通知する。
【００９５】
ステップ801で、静磁場不均一測定部302は、選択領域1と選択領域2とを含む領域の静磁場不均一分布を測定する。詳細は前述したとおりである。
【００９６】
ステップ802で、局所Boシミング電流算出部303は、ステップ801で測定された静磁場不均一分布に対して、選択領域1のみを選択するようにマスク処理を施す。そして、選択した選択領域1の静磁場不均一が小さくなるような局所Boシミング電流(C1)を算出する。詳細は前述したとおりである。
【００９７】
ステップ803で、励起周波数算出部304は、選択領域1の静磁場不均一が小さくなるように選択領域1の調整後励起周波数(f01')を設定する。詳細は前述したとおりである。
【００９８】
ステップ804で、局所Boシミング電流算出部303は、ステップ801で測定された静磁場不均一分布に対して、選択領域2のみを選択するようにマスク処理を施す。そして、選択した選択領域2の静磁場不均一が小さくなるような局所Boシミング電流(C2)を算出する。詳細は前述したとおりである。
【００９９】
ステップ805で、励起周波数算出部304は、選択領域2の静磁場不均一が小さくなるように選択領域2の調整後励起周波数(f02')を設定する。詳細は前述したとおりである。
【０１００】
ステップ806で、判定部305は、選択領域1と選択領域2に関して、ステップ802,804で算出された局所Boシミング電流(C1、C2)と、ステップ803、805で算出された調整後励起周波数(f01'、f02')を用いた場合の選択領域1と選択領域2における静磁場不均一分布(つまりシミング後静磁場不均一推定マップ)が所定の判定基準を満たすか否かを判定する。評価基準としては、前述したとおりである。評価基準を満たす場合(Yes)にはステップ807に移行し、満たさない場合(No)はステップ808に移行する。
【０１０１】
ステップ807で、設定部306は、選択領域1を励起する際の局所Boシミング電流及び励起周波として、ステップ802で算出された局所Boシミング電流(C1)及びステップ803で算出された調整後励起周波数(f01')、をそれぞれ設定して、後述する撮像シーケンスの制御データを生成し、計測制御部111に通知する。同様に、選択領域2を励起する際の局所Boシミング電流及び励起周波として、ステップ804で算出された局所Boシミング電流(C2)及びステップ805で算出された調整後励起周波数(f02')、をそれぞれ設定して、後述する撮像シーケンスの制御データを生成し、計測制御部111に通知する。
【０１０２】
ステップ808で、判定部305は、判定条件を満たさないので撮像条件を変更する必要がある旨の警告表示や警告音を操作・表示部118に行う。
【０１０３】
ステップ809で、操作者は、選択領域1と選択領域2の静磁場不均一分布が所定の判定基準を満たすように、撮像パラメータ等の再設定を行う。例えば、選択領域1、2の再調整や、SSFPシーケンスの場合ではTRの延長、ペンシルビームの場合では励起位置の再調整を行う。その後、ステップ801に移行し、再度静磁場不均一分布を測定し、上記各ステップの処理を繰り返す。
【０１０４】
ステップ810で、計測制御部111は、ステップ807で設定された選択領域1と選択領域2の局所Boシミング電流(C1、C2)及び調整後励起周波数(f01'、f02')を用いて、選択領域1と選択領域2の励起を制御する。
【０１０５】
例えば、図9のシーケンスチャートで示す撮像シーケンスを用いる場合には、選択領域1の撮像パラメータに従って調整後励起周波数(f01')および局所Boシミング電流(C1)を設定して選択領域1の励起を開始する。その際に、設定した調整後励起周波数(f01')を用いてスライス選択等の各RFパルスの実際の励起周波数を算出する。そして、設定した局所Boシミング電流(C1)を各シムコイルに流しながら(903)、算出した各励起周波数のRFパルス(901)を照射する。
【０１０６】
選択領域1の励起が終わると、選択領域2の撮像パラメータに従って調整後励起周波数(f02')および局所Boシミング電流(C2)を設定して選択領域2の励起を開始する。その際に、選択領域1と同様にして、設定した調整後励起周波数(f02')を用いてスライス選択等の各RFパルスの実際の励起周波数を算出する。そして、設定した局所Boシミング電流(C2)を各シムコイルに流しながら(904)、算出した各励起周波数のRFパルス(902)を照射する。
【０１０７】
なお、本シーケンスチャートには、局所Boシミング電流の2次以上の高次成分としてxy成分のみを表示したが、一般にはyz、zx、(x^2―y^2)などの高次項を含めてもよい。
以上までが本実施例3の処理フローの説明である。
【０１０８】
以上説明したように、本実施例3のMRI装置及び領域撮像方法は、選択領域毎にその静磁場不均一に応じて局所Boシミング電流と調整後励起周波数を算出し、選択領域毎に局所Boシミング電流と調整後励起周波数を変えて、それぞれの選択領域を励起する。その結果、複数の選択領域を別々に励起して撮像する際に、選択領域毎の静磁場不均一に応じて最適な局所Boシミング電流と調整後励起周波数を用いることになり、選択領域毎の静磁場不均一分布に起因する画質劣化を低減することが可能となる。
【０１０９】
(実施例4)
次に、本発明のMRI装置及び領域撮像方法の実施例4を説明する。一般的に、2次成分以上の高次成分の局所Boシミング電流の応答時間は、1次成分(x、y、z成分)の局所Boシミング電流と比較して延長する。そこで、実施例4は、局所Boシミング電流の1次成分のみ選択領域1と2で変更し、高次成分を選択領域1と選択領域2とで共有する。その結果、局所Boシミング電流および調整後励起周波数を設定する処理フローの概要は前述の実施例3と同じであるが、選択領域2に対する調整後励起周波数の算出アルゴリズムの詳細が異なる。以下、主に前述の実施例3と異なる箇所を中心にして、本実施例4を詳細に説明する。
【０１１０】
(調整後励起周波数の算出)
最初に、本実施例4の各領域の静磁場不均一分布に応じた調整後励起周波数の算出法の概要を説明する。
【０１１１】
静磁場不均一分布の測定後、選択領域1に対する局所Boシミング電流(C1)と調整後励起周波数(f01')を算出する。算出方法は前述の実施例3と同様である。
【０１１２】
次に、選択領域2に対する局所Boシミング電流(C)2=[Gx2,Gy2,Gz2,Gxy2]を算出する。そして、選択領域2に対する調整後励起周波数(f02')を算出する。その際のシミング後静磁場不均一推定マップには、選択領域2に対する局所Boシミング電流の1次成分[Gx2,Gy2,Gz2]と、選択領域1に対する局所Boシミング電流(C1)の2次以上の高次成分[Gxy1]を用いるとする。つまり、(2)式を用いて、選択領域2の周波数オフセットΔf02を求める際に、Gxy2をGxy1に置き換えて、シムコイル電流値をC(＝[Δf02,Gx2,Gy2,Gz2,Gxy1])とする。さらに、(3)式を用いて、選択領域2の調整後励起周波数f02'を決定する際に、選択領域2のシミング後静磁場不均一推定マップを基に周波数オフセット＜f02＞を求める。その際に、シミング後静磁場不均一推定マップを、選択領域2に対する局所Boシミング電流の1次成分[Gx2,Gy2,Gz2]と、選択領域1に対する局所Boシミング電流の2次以上の高次成分[Gxy1]を用いて推定する。
以降の処理は実施例3と同様である。
【０１１３】
(実施例4の機能ブロック)
次に、本実施例4の領域撮像方法を実現するための演算処理部114の各機能を説明する。本実施例4に係る演算処理部114の機能ブロックは、前述の実施例3と同様であるが、励起周波数算出部304の機能が異なる。以下、前述の実施例3と異なる箇所のみを説明し、同一箇所の説明は省略する。
【０１１４】
励起周波数算出部304は、選択領域の静磁場不均一が小さくなるように、選択領域を励起するための調整後励起周波数を設定することは、前述の実施例3と同様である。ただし、選択領域2の周波数オフセットΔf02を求める際に、選択領域1に対する局所Boシミング電流(C)1=[Gx1,Gy1,Gz1,Gxy1]の2次以上の高次成分[Gxy1]を用いる。即ち、(2)式でC2(＝[Δf02,Gx2,Gy2,Gz2,Gxy1])とする。また、(3)式の選択領域2の周波数オフセット＜f02＞を求める際の選択領域2のシミング後静磁場不均一推定マップを、選択領域2に対する局所Boシミング電流の1次成分[Gx1,Gy1,Gzv]と、選択領域1に対する局所Boシミング電流の2次以上の高次成分[Gxy1]を用いて推定する。
【０１１５】
(実施例4の処理フロー)
次に、上記各機能部が連携して行なう本実施例4の処理フローを説明する。本実施例4の処理フローは、前述の実施例3で説明した図8の処理フローと同様であるが、ステップ805、807、810の処理内容が異なる。以下、前述の実施例3と異なるステップのみ説明し、同じ処理内容のステップの説明を省略する。
【０１１６】
ステップ805で、励起周波数算出部304は、選択領域2の静磁場不均一が小さくなるように選択領域2の調整後励起周波数(f02')を設定する。その際、選択領域2に対する局所Boシミング電流の2次以上の高次成分[Gxy2]の代わりに、選択領域1に対する局所Boシミング電流の2次以上の高次成分[Gxy1]を用いる。詳細は前述したとおりである。
【０１１７】
ステップ807で、設定部306は、選択領域1を励起する際の局所Boシミング電流及び調整後励起周波数として、ステップ802で算出された局所Boシミング電流(C1)の1次及び2次以上の高次成分及びステップ803で算出された調整後励起周波数(f01')、をそれぞれ設定して、後述する撮像シーケンスの制御データを生成し、計測制御部111に通知する。同様に、選択領域2を励起する際の局所Boシミング電流及び調整後励起周波数として、ステップ804で算出された局所Boシミング電流(C2)の1次成分のみ及びステップ805で算出された調整後励起周波数(f02')、をそれぞれ設定して、後述する撮像シーケンスの制御データを生成し、計測制御部111に通知する。
【０１１８】
ステップ810で、計測制御部111は、ステップ807で設定された選択領域1と選択領域2の局所Boシミング電流(C1、C2)及び調整後励起周波数(f01'、f02')を用いて、選択領域1と選択領域2の撮像を制御する。
【０１１９】
例えば、図10のシーケンスチャートで示す撮像シーケンスを用いる場合には、選択領域1の調整後励起周波数(f01')および局所Boシミング電流(C1)の1次及び2次以上の高次成分を設定して選択領域1の励起を開始する。その際に、図9と同様に、設定した局所Boシミング電流(C1)を各シムコイルに流しながら(903)、RFパルス(901)を照射する。
【０１２０】
選択領域1の励起が終わると、選択領域2の調整後励起周波数(f02')および局所Boシミング電流(C2)の1次成分のみ設定して、局所Boシミング電流の2次以上の高次成分に関しては、選択領域1と同じ値を用いて、選択領域2の励起を開始する。その際に、設定した局所Boシミング電流(C2)を各シムコイルに流しながら(1004)、RFパルス(1002)を照射する。
以上までが本実施例4の処理フローの説明である。
【０１２１】
以上説明したように、本実施例4のMRI装置及び領域撮像方法は、各選択領域間で、局所Boシミング電流の2次以上の成分を同じ値とする。その結果、選択領域1の励起から選択領域2の励起に移行する際の局所Boシミング電流の2次以上の成分の応答遅れを待つ必要が無くなり、瞬時に選択領域1の励起から選択領域2の励起に移行できる。そのため、複数の選択領域を撮像する際の、撮像条件の制約低減や、撮像時間の短縮を行うことが可能になる。
【０１２２】
(実施例5)
次に、本発明のMRI装置及び領域撮像方法の実施例5について説明する。実施例5は、各領域で共通の局所Boシミング電流を用いる。したがって、本実施例5は、図2(c)の選択領域2が選択領域1に含まれている場合に好適である。以下、本実施例5を詳細に説明する。
【０１２３】
(実施例5の機能ブロック)
最初に、本実施例5の領域撮像方法を実現するための演算処理部114の各機能を説明する。本実施例5に係る演算処理部114の機能ブロックは、前述の実施例3と同様であるが、励起周波数算出部304の機能が異なる。以下、前述の実施例3と異なる箇所のみを説明し、同一箇所の説明は省略する。
【０１２４】
励起周波数算出部304は、選択領域の静磁場不均一が小さくなるように、選択領域を励起するための調整後励起周波数を設定することは、前述の実施例3と同様である。ただし、選択領域2の周波数オフセットΔf02を求める際に、選択領域1に対する局所Boシミング電流(C)1=[Gx1,Gy1,Gz1,Gxy1]を用いる。即ち、(2)式でC2(＝[Δf02,Gx1,Gy1,Gz1,Gxy1])とする。また、(3)式の選択領域2の周波数オフセット＜f02＞を求める際の選択領域2のシム後静磁場不均一推定マップを、選択領域1に対する局所Boシミング電流[Gx1,Gy1,Gz1,Gxy1]を用いて推定する。
【０１２５】
(実施例5の処理フロー)
次に、上記各機能部が連携して行なう本実施例5の処理フローを説明する。本実施例5の処理フローは、前述の実施例3と比較し、ステップ804の処理が無く、ステップ805、810の処理内容が異なる。以下前述の実施例3と異なるステップのみ説明し、同じ処理内容のステップの説明を省略する。
【０１２６】
ステップ805で、励起周波数算出部304は、選択領域2の静磁場不均一が小さくなるように選択領域2の調整後励起周波数(f02')を設定する。その際、選択領域2に対する局所Boシミング電流として、選択領域1に対する局所Boシミング電流(C)1=[Gx1,Gy1,Gz1,Gxy1]を用いる。詳細は前述したとおりである。
【０１２７】
ステップ810で、計測制御部111は、ステップ807で設定された選択領域1と選択領域2の局所Boシミング電流(C1、C2=C1)及び調整後励起周波数(f01'、f02')を用いて、選択領域1と選択領域2の撮像を制御する。
【０１２８】
例えば、図11のシーケンスチャートで示す撮像シーケンスを用いる場合には、選択領域1の調整後励起周波数(f01')および局所Boシミング電流(C1)を設定して選択領域1の励起を開始する。その際に、図9と同様に、設定した局所Boシミング電流(C1)を各シムコイルに流しながら(903)、RFパルス(901)を照射する。
【０１２９】
選択領域1の励起が終わると、選択領域2の調整後励起周波数(f02')のみ設定し、選択領域2の局所Boシミング電流(C2)として選択領域1の局所Boシミング電流(C1)をそのまま用いて、選択領域2の励起を開始する。その際に、図9と同様に、設定した局所Boシミング電流(C1)を各シムコイルに流しながら(1104)、RFパルス(1102)を照射する。
以上までが本実施例5の処理フローの説明である。
【０１３０】
以上説明したように、本実施例5のMRI装置及び領域撮像方法は、選択領域毎の局所Boシミング電流の全成分をそれぞれ同じ値とする。その結果、複数の選択領域を順次励起する際に、局所Boシミング電流の値を変える必要が無くなり、簡易かつ高速に複数の選択領域を順次撮像できるようになる。
【０１３１】
(実施例6)
次に、本発明のMRI装置及び領域撮像方法の実施例6について説明する。本実施例6は、必要最低限の静磁場均一度を確保する目的で、前述の各実施例3〜5のいずれかを実施する例である。
【０１３２】
前述したように、静磁場不均一の観点からは、実施例5の方法が最も均一度が低く、次に実施例4の方法となり、実施例3の方法が最も均一度が高い方法となる。そこで、本実施例6は、各実施例の方法をこの順で判定していき、所定の判定基準が満たされた実施例の方法を採用して、各選択領域の局所Boシミング電流と調整後励起周波数を設定する。以下、本実施例6を詳細に説明する。
【０１３３】
(実施例6の処理フロー)
本実施例6の処理フローを図12に示すフローチャートに基づいて説明する。本処理フローは、予めプログラムとして内部記憶装置115に記憶されており、演算処理部114が内部記憶装置115からそのプログラムを読み込んで実行することにより実施される。以下、各処理ステップの処理内容を詳細に説明する。
【０１３４】
ステップ1200で、前述の実施例3と同様に、位置決め画像上で選択領域1と選択領域2が設定される。
【０１３５】
ステップ1201で、前述の実施例3と同様に、選択領域1と選択領域2とを含む領域の静磁場不均一分布が測定される。
【０１３６】
ステップ1202で、前述の実施例3に従い、選択領域1に対する局所Boシミング電流(C1)と調整後励起周波数(f01')が算出される。詳細は前述の実施例3のとおりである。
ステップ1203で、前述の実施例3に従い、選択領域2に対する局所Boシミング電流(C2)と調整後励起周波数(f02')が算出される。
【０１３７】
ステップ1204で、判定部305は、選択領域1と2に関して、ステップ1202とステップ1203で設定された局所Boシミング電流と調整後励起周波数を用いた場合の静磁場不均一(つまりシミング後静磁場不均一推定マップ)が所定の判定基準を満たすか否かを判定する。評価基準としては、例えば、シミング後静磁場不均一推定マップにおける領域内の静磁場不均一分布について、その分散がある閾値(例えば100ヘルツ)以下である、または、最大と最小の差が閾値以下である、等とする。判定条件を満たす場合(Yes)はステップ1209に移行し、判定条件を満たなさない場合(No)はステップ1205に移行する。
【０１３８】
ステップ1205で、前述の実施例4の方法に従い、選択領域2の局所Boシミング電流(C2)および調整後励起周波数(f02')が再度算出される。詳細は前述の実施例4のとおりである。
【０１３９】
ステップ1206で、判定部305は、選択領域2に関して、ステップ1205で設定した局所Boシミング電流(C2)と調整後励起周波数(f02')を用いた場合の静磁場不均一(つまりシミング後静磁場不均一推定マップ)が所定の判定基準を満たすか否かを判定する。判定基準はステップ1204と同様である。判定基準を満たす場合(Yes)はステップ1209に移行し、判定基準を満たなさない場合(No)はステップ1207に移行する。
【０１４０】
ステップ1207で、前述の実施例3の方法に従い、選択領域2の局所Boシミング電流(C2)および調整後励起周波数(f02')が再度算出される。
【０１４１】
ステップ1208で、判定部305は、選択領域2に関して、ステップ1207で設定した局所Boシミング電流(C2)と調整後励起周波数(f02')を用いた場合の静磁場不均一(つまりシミング後静磁場不均一推定マップ)が所定の判定基準を満たすか否かを判定する。判定基準はステップ1204と同様である。判定基準を満たす場合(Yes)は、ステップ1209に移行し、判定基準を満たなさない場合(No)は、ステップ1210に移行する。
【０１４２】
ステップ1209で、設定部306は、選択領域1を励起する際の局所Boシミング電流(C1)および調整後励起周波数(f01')を設定する撮像パラメータに、ステップ1202で算出した値を設定する。同様に、設定部306は、選択領域2を励起する際の局所Boシミング電流(C2)および調整後励起周波数(f02')を設定する撮像パラメータに、判定条件を満たす、実施例3〜5のいずれかの方法で算出された値を設定する。
【０１４３】
ステップ1210で、計測制御部111は、ステッ1209で設定された選択領域1と選択領域2の局所Boシミング電流(C1、C2)及び調整後励起周波数(f01'、f02')を用いて、選択領域1と選択領域2の撮像を制御する。調整後励起周波数および局所Boシミング電流の変更処理は、実施例3、4、5に従うとする。
【０１４４】
ステップ1211で、判定部305は、判定基準を満たさないので撮像条件を変更する必要がある旨の警告表示又は警告音を操作・表示部118に行う。
【０１４５】
ステップ1212で、選択領域1と選択領域2の静磁場不均一分布が所定の判定基準を満たすように、撮像パラメータ等の再設定を行う。例えば、選択領域1、2の再調整や、SSFPシーケンスの場合ではTRの延長、ペンシルビームの場合では励起位置の再調整を行う。その後、ステップ1201に移行し、再度静磁場不均一分布を測定し、上記各ステップの処理を繰り返す。
以上までが本実施例6の処理フローの説明である。
【０１４６】
以上説明したように、本実施例6のMRI装置及び領域撮像方法は、複数の方法で一つの選択領域についてのシミング電流をそれぞれ求め、所定の判定基準を満たす方法の内で、他の選択領域との間でシミング電流の変化が最も少ないシミング電流を、該一つの選択領域について設定する。その結果、励起する選択領域の静磁場不均一分布に応じて最も簡易なシミング電流を求めて設定することができるので、選択領域毎の撮像をその選択領域の静磁場不均一分布に応じて最適化できる。
【０１４７】
なお、前述した実施例3から6では、選択領域毎の周波数制御、すなわち選択領域毎にその静磁場不均一に応じたRFパルスの調整後励起周波数(f0')を求めて適用する例を説明した。しかし、選択領域を励起するメインシーケンスがSSFPシーケンスの場合には、調整後励起周波数(f0')から、又は、静磁場不均一に対応する周波数分(Δf0＋＜f0＞)に相当する位相回転量から、インクリメント量(RF-Phase)を求めて、該選択領域においてはRFパルスに位相制御を適用してもよい。
【０１４８】
(実施例7)
次に、本発明のMRI装置及び領域撮像方法の実施例7について説明する。本実施例7は、単一領域を選択領域とし、SSFPシーケンスをメインシーケンスとして、このメインシーケンスに先行するプリパルスシーケンスを併用する場合に、プリパルスシーケンスには、周波数制御を適用し、メイン(SSFP)シーケンスには位相制御を適用する。そのため、本実施例7は、基本的には前述の実施例1又は2と同様であるが、選択領域の静磁場不均一が小さくなるようなに求めた調整後励起周波数(f0')をプリパルスシーケンスの励起周波数とすることが異なる。以下、主に前述の実施例1又は2と異なる箇所を説明し、同じ内容については説明を省略する。
【０１４９】
(実施例7の機能ブロック)
本実施例7の領域撮像方法を実現するための演算処理部114の各機能は、前述の実施例1又は実施例2の機能ブロックと同様であるので説明を省略する。
【０１５０】
(実施例7の処理フロー)
本実施例7の処理フローは、基本的には前述の実施例1又は実施例2で説明した図4に示した処理フローと同様であるが、ステップ405、406の処理内容が異なる。以下、前述の実施例1又は実施例2と異なる箇所のみを説明し、同一箇所の説明は省略する。
【０１５１】
ステップ405で、設定部306は、実施例1のステップ404の処理内容に加えて、ステップ403で算出された調整後励起周波数(f0')をプリパルスシーケンスの励起周波数とする。そして、プリパルスシーケンスとメインシーケンスの制御データを生成し、計測制御部111に通知する。
【０１５２】
ステップ406で、計測制御部111は、ステップ405で設定された局所Boシミング電流(C)と調整後励起周波数(f0')とを用いてプリパルスシーケンスの実行を制御し、同じ局所Boシミング電流(C)とRF-Phase及び励起周波数(f0)を用いて、メインシーケンスの実行を制御する。
以上までが本実施例7の処理フローの説明である。
【０１５３】
以上説明したように、本実施例7のMRI装置及び領域撮像方法は、プリパルスシーケンスとSSFPシーケンスとで成る撮像シーケンスを用いて選択領域を励起する際に、その選択領域の静磁場不均一分布に応じてシミング電流と調整後励起周波数(f0')を算出し、調整後励起周波数(f0')に対応するRF-Phaseを算出する。そして、プリパルスシーケンスはシミング電流と調整後励起周波数(f0')を適用し、SSFPシーケンスには同じシミング電流とインクリメント量(RF-Phase)を適用する。その結果、選択領域の静磁場不均一分布に起因する画質劣化を低減することが可能となる。また、前述の実施例1と同様に、バンドアーチファクトの位置は、RF-Phaseにより制御されるため、操作者が励起周波数(f0)を変更してもバンドアーチファクトの位置を変えずに同じ位置に固定することが可能となる。
【０１５４】
(実施例8)
次に、本発明のMRI装置及び領域撮像方法の実施例8について説明する。本実施例8は、複数領域を選択領域とする場合において、SSFPシーケンスをメインシーケンスとし、このメインシーケンスに先行するプリパルスシーケンスを併用する場合に、プリパルスシーケンスには周波数制御を用いて選択領域1を励起し、SSFPシーケンスには位相制御を用いて選択領域2を励起する。そのため、本実施例8は、基本的には、プリパルスシーケンスについては前述の実施例3〜6と同様であり、SSFPシーケンスについては、前述の実施例1又は2と同様である。ただし、両選択領域のシミング電流の制御については、前述の実施例3〜6と同様である。以下、前述の各実施例と異なる箇所を説明し、同じ内容については説明を省略する。
【０１５５】
(実施例8の機能ブロック)
本実施例8の領域撮像方法を実現するための演算処理部114の各機能を図13(a)(b)に基づいて説明する。本実施例の各機能は、前述の実施例1又は実施例2で図3(a)(b)を用いて説明した機能ブロックと基本的には同じであるが、周波数制御のプリパルスシーケンスで選択領域1を励起するために、周波数算出部304から設定部306に算出した調整後励起周波数(f0')を通知する。
【０１５６】
そして、プリパルスシーケンスによる選択領域1の励起のための局所Boシミング電流(C)と調整後励起周波数(f0')の算出の際には、前述の実施例3で図7に示した機能ブロックと同様の構成および動作となる。また、メイン(SSFP)シーケンスによる選択領域2の励起のための局所Boシミング電流(C)とRF-Phaseと励起周波数(f0)の算出の際には、前述の実施例1又は実施例2で図3(a)(b)に示した機能ブロックと同様の構成および動作となる。
【０１５７】
(実施例8の処理フロー)
上記各機能部が連携して行なう本実施例8の処理フローを説明する。本実施例8の処理フローは、前述の実施例3で説明した図8の処理フローと基本的には同様であるが、ステップ807,810の処理内容が異なる。以下、前述の実施例3と異なる箇所のみを説明し、同一箇所の説明は省略する。
【０１５８】
ステップ807で、RF-Phase算出部305は、選択領域2を励起する際のRF-Phaseとして、ステップ805で算出された調整後励起周波数(f02')に対応するRF-Phaseを算出する。
【０１５９】
そして、設定部306は、選択領域1を励起する際の局所Boシミング電流及び励起周波数として、ステップ802で算出された局所Boシミング電流(C1)及びステップ803で算出された調整後励起周波数(f01')、をそれぞれ設定して、後述するプリパルスシーケンスの制御データを生成し、計測制御部111に通知する。同様に、選択領域2を励起する際の局所Boシミング電流及びRF-Phaseとして、ステップ804で算出された局所Boシミング電流(C2)及び上記のようにRF-Phase算出部305で算出されたRF-Phaseをそれぞれ設定して、後述するメイン(SSFP)シーケンスの制御データを生成し、計測制御部111に通知する。
【０１６０】
ステップ810で、計測制御部111は、ステップ807で設定された局所Boシミング電流(C1 )及び調整後励起周波数(f01')を用いて、プリパルスシーケンスによる選択領域1の励起を制御する。その後に、ステップ807で設定された局所Boシミング電流(C1 )とRF-Phaseおよび励起周波数(f0)を用いて、メイン(SSFP)シーケンスによる選択領域2の励起を制御する。
以上までが本実施例8の処理フローの説明である。
【０１６１】
以上説明したように、本実施例8のMRI装置及び領域撮像方法は、選択領域毎にその静磁場不均一分布に応じて局所Boシミング電流と調整後励起周波数又はインクリメント量(RF-Phase)を算出し、選択領域毎に局所Boシミング電流と調整後励起周波数又はRF-Phaseを変えて、それぞれの選択領域を励起する。その結果、複数の選択領域を別々に励起する際に、選択領域毎の静磁場不均一分布に応じて最適な局所Boシミング電流と調整後励起周波数又はRF-Phaseを用いることになり、選択領域毎の静磁場不均一分布に起因する画質劣化を低減することが可能となる。
【符号の説明】
【０１６２】
101  被検体、102  静磁場発生磁石、103  傾斜磁場コイル、104  送信RFコイル、105  RF受信コイル、106  寝台、107  信号処理部、108  全体制御部、109  傾斜磁場電源、110  RF送信部、111  計測制御部、118  表示・操作部、114  演算処理部(CPU)、115  内部記憶部、116  ネットワークIF、117  外部記憶部
【図１】
2013105384.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013105384.tif 000009
【図８】
2013105384.tif 000010
【図９】
2013105384.tif 000011
【図１０】
2013105384.tif 000012
【図１１】
2013105384.tif 000013
【図１２】
2013105384.tif 000014
【図１３】
2013105384.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月18日(2014.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体が配置される撮像領域に静磁場を発生する静磁場発生部と、
シミング電流が供給されて、前記静磁場の空間的な不均一である静磁場不均一を低減する補償磁場を発生するシミング部と、
所定のパルスシーケンスに基づいて前記被検体からのエコー信号の計測を制御する計測制御部と、
前記エコー信号を用いて前記静磁場不均一を求める静磁場不均一測定部と、
前記静磁場不均一に基づいて、前記シミング電流を求めるシミング電流算出部と、
前記静磁場不均一に基づいて、パルスシーケンスに用いるRFパルスの照射位相のインクリメント量(RF-Phase)を求めるRF-Phase算出部と、
前記シミング部に前記シミング電流が供給されて前記静磁場不均一が低減された状態で、前記RFパルスの照射位相を前記インクリメント量ずつ変える位相制御を適用して、前記被検体からのエコー信号の計測を制御する計測制御部と、
を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記静磁場不均一を低減する選択領域の設定を受け付ける領域選択部を備え、
前記シミング電流算出部は、前記選択領域の静磁場不均一に基づいて前記シミング電流を求め、
前記RF-Phase算出部は、前記選択領域の静磁場不均一に基づいて前記インクリメント量(RF-Phase)を求めることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記静磁場不均一測定部が前記静磁場不均一を求める際に用いたRFパルスの励起周波数に、該静磁場不均一に対応する周波数分を加算して、前記静磁場不均一が低減された状態での前記RFパルスの励起周波数である調整後励起周波数を算出する励起周波数算出部を備え、
前記RF-Phase算出部は、前記調整後励起周波数に基づいて、前記インクリメント量(RF-Phase)を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記励起周波数算出部は、前記静磁場不均一が低減された状態に基づいて、前記調整後励起周波数を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記RF-Phase算出部は、前記静磁場不均一に対応する周波数分に相当する位相回転量として前記インクリメント量(RF-Phase)を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項5記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記インクリメント量(RF-Phase)の調整値(Φ)が入力される調整値入力部を備え、
前記RF-Phase算出部は、前記調整値(Φ)を用いて前記インクリメント量(RF-Phase)を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記パルスシーケンスはSSFPシーケンスであり、
前記計測制御部は、前記SSFPシーケンスのRFパルスの照射位相に前記位相制御を適用することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
請求項3又は4に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記パルスシーケンスは、プリパルスシーケンスとSSFPシーケンスとを有して成り、
前記計測制御部は、前記プリパルスシーケンスのRFパルスには、その励起周波数を前記調整後励起周波数とする周波数制御を適用し、前記SSFPシーケンスのRFパルスには、その照射位相に前記位相制御を適用することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
請求項8記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記プリパルスシーケンスと前記SSFPシーケンスとが異なる選択領域を励起する場合に、
前記シミング電流算出部は、前記選択領域毎の静磁場不均一に基づいて、前記選択領域毎のシミング電流を求め、
前記励起周波数算出部は、前記選択領域毎に、前記静磁場不均一が低減された状態での前記RFパルスの調整後励起周波数を算出し、
前記RF-Phase算出部は、前記SSFPシーケンスにより励起される選択領域での前記インクリメント量(RF-Phase)を、該選択領域での調整後励起周波数に基づいて算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記領域選択部は複数の選択領域の設定を受け付け、
前記シミング電流算出部は、前記選択領域毎の静磁場不均一に基づいて、前記選択領域毎のシミング電流を求め、
前記励起周波数算出部は、前記選択領域毎に、前記静磁場不均一が低減された状態での前記RFパルスの調整後励起周波数を算出し、
前記RF-Phase算出部は、前記選択領域毎の調整後励起周波数に基づいて、前記選択領域毎の前記インクリメント量(RF-Phase)を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
被検体が配置される撮像領域に静磁場を発生する静磁場発生部と、
シミング電流が供給されて、前記静磁場の空間的な不均一である静磁場不均一を低減する補償磁場を発生するシミング部と、
所定のパルスシーケンスに基づいて前記被検体からのエコー信号の計測を制御する計測制御部と、
前記エコー信号を用いて前記静磁場不均一を求める静磁場不均一測定部と、
前記静磁場不均一に基づいて前記シミング電流を算出し、前記シミング部に前記シミング電流が供給されて前記静磁場不均一が低減された状態での、前記パルスシーケンスのRFパルスの調整後励起周波数を算出する演算処理部と、
複数の選択領域の設定を受け付ける領域選択部と、
を備え、
前記演算処理部は、前記複数の選択領域の重なり方に応じて、前記選択領域毎に、前記シミング電流と前記調整後励起周波数を算出し、
前記計測制御部は、前記シミング部に前記シミング電流が供給されて前記静磁場不均一が低減された状態で、前記パルスシーケンスのRFパルスに前記調整後励起周波数を用いて前記エコー信号の計測を制御する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
請求項11記載の磁気共鳴イメージング装置において、２つの領域が互いに少なくとも一部が重ならない場合に、
前記演算処理部は、前記選択領域毎にその前記静磁場の不均一分布に応じて、前記シミング電流と前記調整後励起周波数を算出し、
前記計測制御部は、前記選択領域毎に前記シミング電流と前記調整後励起周波数を変えて、それぞれの選択領域からエコー信号の計測を制御することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
請求項11記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記演算処理部は、前記選択領域毎の前記シミング電流の2次以上の成分を同じ値とすることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
請求項11記載の磁気共鳴イメージング装置において、1つの領域が他の一つの領域を含む場合に、
前記演算処理部は、前記選択領域毎の前記シミング電流の全成分をそれぞれ同じ値とすることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
シミング電流が供給されて静磁場不均一を低減するシミング部を備えた磁気共鳴イメージング装置における領域撮像方法であって、
前記静磁場不均一を計測する静磁場不均一測定ステップと、
前記静磁場不均一に基づいて、前記シミング電流を求めるシミング電流算出ステップと、
前記静磁場不均一に基づいて、パルスシーケンスに用いるRFパルスの照射位相のインクリメント量(RF-Phase)を求めるRF-Phase算出ステップと、
前記シミング部に前記シミング電流が供給されて前記静磁場不均一が低減された状態で、前記RFパルスの照射位相を前記インクリメント量ずつ変えて、被検体からエコー信号を計測する計測ステップと、
を備えたことを特徴とする領域撮像方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
3T以上の超高磁場MRI装置では静磁場の空間的な不均一である静磁場不均一が大きくなる。一方、磁化を定常状態自由歳差運動状態にして短時間でエコー信号の計測を繰り返すSSFP(steady-state free precession)シーケンスや、読み出し傾斜磁場を振動させて1回又は複数回の励起で多数のエコー信号を計測するEPI(Echo Planar Imaging)シーケンスは、静磁場不均―に敏感である。したがって、3T以上の超高磁場MRI装置でこれらのパルスシーケンスを用いて得られる画像には、静磁場不均一に基づいて発生するアーチファクトが顕著となる。また、2次元励起を用いたペンシルビーム型の励起では、静磁場不均―によって励起プロファイルが劣化する場合がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【図１】本発明に係るMRI装置の一実施例の全体構成を示すブロック図
【図２】撮像パラメータに応じた制御方法の選択を行う処理フローを表すフローチャート
【図３】(a)図は、実施例1の機能ブロック図であり、(b)図は実施例2の機能ブロック図
【図４】実施例1の処理フローを示すフローチャート
【図５】RF-Phaseの調整値の入力画面である、表示・操作部118に表示されるグラフィカルユーザーインターフェース(GUI)を表す図
【図６】2つの選択領域の重なり方の例を示す図
【図７】実施例3の機能ブロック図
【図８】実施例3の処理フローを示すフローチャート
【図９】実施例3のシーケンスチャート
【図１０】実施例4のシーケンスチャート
【図１１】実施例5のシーケンスチャート
【図１２】実施例6の処理フローを示すフローチャート
【図１３】実施例7の機能ブロック図。(a)図は、実施例1相当の機能ブロック図であり、(b)図は実施例2相当の機能ブロック図
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
RF受信コイル105は、被検体101の生体組織を構成する原子のスピンのNMR現象により放出されるエコー信号を受信するコイルであり、信号処理部107に接続されて受信したエコー信号が信号処理部107に送られる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
従って、(3)式で算出した調整後励起周波数(f0')をRF-Phaseに変換するには以下の式を用いる。
RF-Phase = [ 180 + 360*TR*(f0'-f0) ] % 360
= [180 + 360*TR*(Δf0＋＜f0＞)] % 360      (4)
ただし、%は剰余演算子を表し、A％Bの演算はAをBで割った余りを意味する。つまり、RF-Phaseは、静磁場不均一に対応する周波数分(Δf0＋＜f0＞)に相当する位相回転をRFパルスの照射位相に与える位相量である。(4)式から、RF-Phaseは調整後励起周波数(f0')の算出を介して求めることも可能であり、静磁場不均一に対応する周波数分(Δf0＋＜f0＞)から直接求めることも可能であることが理解される。ここで、SSFPシーケンスの実際の励起周波数であるf0は、前計測(プリスキャン)として撮像スライス断面のスペクトルを計測し、水のスペクトルのピーク周波数に自動設定してもよいし、操作者が上記スペクトルの形状からマニュアル調整して設定してもよいとする。f0'は(3)式により算出した励起周波数である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
他方、複数領域の場合とは、メインシーケンスと、そのプリパルスシーケンス又は他のメインシーケンスとがそれぞれ異なる領域を励起する場合である。単一領域の場合201はステップ202へ移行し、複数領域の場合205はステップ206へ移行する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
(実施例1)
本発明のMRI装置及び領域撮像方法の実施例1について説明する。本実施例1は、静磁場不均一に応じて、シムコイルに流す局所Boシミング電流とRFパルスのインクリメント量(RF-Phase)とを算出して、算出した局所Boシミング電流とRF-Phaseとを用いて撮像する。以下、図3(a)，4に基づいて本実施例1を詳細に説明する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
また、複数の選択領域の撮像を行う場合には、ステップ400で複数のROI設定により複数の選択領域が設定され、ステップ401で複数の選択領域を含む領域の静磁場不均一分布が求められ、選択領域毎にステップ402〜406を繰り返すことになる。或いは、後述する実施例8が実行されることになる。
以上までが本実施例1の処理フローの説明である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
なお、複数の選択領域の撮像を行う場合には、実施例1と同様に、ステップ400で複数のROI設定により複数の選択領域が設定され、ステップ401で複数の選択領域を含む領域の静磁場不均一分布が求められ、選択領域毎にステップ402〜406を繰り返すことになる。或いは、後述する実施例8が実行されることになる。
以上までが本実施例2の処理フローの説明である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
ステップ806で、判定部705は、選択領域1と選択領域2に関して、ステップ802,804で算出された局所Boシミング電流(C1、C2)と、ステップ803、805で算出された調整後励起周波数(f01'、f02')を用いた場合の選択領域1と選択領域2における静磁場不均一分布(つまりシミング後静磁場不均一推定マップ)が所定の判定基準を満たすか否かを判定する。評価基準としては、前述したとおりである。評価基準を満たす場合(Yes)にはステップ807に移行し、満たさない場合(No)はステップ808に移行する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
ステップ807で、設定部306は、選択領域1を励起する際の局所Boシミング電流及び励起周波数として、ステップ802で算出された局所Boシミング電流(C1)及びステップ803で算出された調整後励起周波数(f01')、をそれぞれ設定して、後述する撮像シーケンスの制御データを生成し、計測制御部111に通知する。同様に、選択領域2を励起する際の局所Boシミング電流及び励起周波として、ステップ804で算出された局所Boシミング電流(C2)及びステップ805で算出された調整後励起周波数(f02')、をそれぞれ設定して、後述する撮像シーケンスの制御データを生成し、計測制御部111に通知する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
ステップ808で、判定部705は、判定条件を満たさないので撮像条件を変更する必要がある旨の警告表示や警告音を操作・表示部118に行う。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３７】
ステップ1204で、判定部705は、選択領域1と2に関して、ステップ1202とステップ1203で設定された局所Boシミング電流と調整後励起周波数を用いた場合の静磁場不均一(つまりシミング後静磁場不均一推定マップ)が所定の判定基準を満たすか否かを判定する。評価基準としては、例えば、シミング後静磁場不均一推定マップにおける領域内の静磁場不均一分布について、その分散がある閾値(例えば100ヘルツ)以下である、または、最大と最小の差が閾値以下である、等とする。判定条件を満たす場合(Yes)はステップ1209に移行し、判定条件を満たなさない場合(No)はステップ1205に移行する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３９】
ステップ1206で、判定部705は、選択領域2に関して、ステップ1205で設定した局所Boシミング電流(C2)と調整後励起周波数(f02')を用いた場合の静磁場不均一(つまりシミング後静磁場不均一推定マップ)が所定の判定基準を満たすか否かを判定する。判定基準はステップ1204と同様である。判定基準を満たす場合(Yes)はステップ1209に移行し、判定基準を満たなさない場合(No)はステップ1207に移行する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４１】
ステップ1208で、判定部705は、選択領域2に関して、ステップ1207で設定した局所Boシミング電流(C2)と調整後励起周波数(f02')を用いた場合の静磁場不均一(つまりシミング後静磁場不均一推定マップ)が所定の判定基準を満たすか否かを判定する。判定基準はステップ1204と同様である。判定基準を満たす場合(Yes)は、ステップ1209に移行し、判定基準を満たなさない場合(No)は、ステップ1210に移行する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４３】
ステップ1210で、計測制御部111は、ステップ1209で設定された選択領域1と選択領域2の局所Boシミング電流(C1、C2)及び調整後励起周波数(f01'、f02')を用いて、選択領域1と選択領域2の撮像を制御する。調整後励起周波数および局所Boシミング電流の変更処理は、実施例3、4、5に従うとする。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４４】
ステップ1211で、判定部705は、判定基準を満たさないので撮像条件を変更する必要がある旨の警告表示又は警告音を操作・表示部118に行う。
【国際調査報告】
2013105384.tif 000016
2013105384.tif 000017
2013105384.tif 000018
2013105384.tif 000019