(57)【要約】      （修正有）【課題】特定の周波数を有するノイズを低減することが可能な磁気共鳴イメージング装置を提供する。【解決手段】磁気共鳴イメージング装置は、データ収集系とデータ処理系とを備える。データ収集系は、周波数依存性を有するノイズの周波数に応じて磁気共鳴信号の中心周波数がシフトするように傾斜磁場を印加して前記磁気共鳴信号を収集する。データ処理系は、前記磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴画像データを生成する。【選択図】図３
2015136496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数依存性を有するノイズの周波数に応じて磁気共鳴信号の中心周波数がシフトするように傾斜磁場を印加して前記磁気共鳴信号を収集するデータ収集系と、
前記磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴画像データを生成するデータ処理系と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
高周波信号を印加せずに収集された信号に基づいて前記ノイズの周波数を特定するノイズ周波数特定部を更に有する請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記データ収集系は、前記ノイズの周波数の経年変化の予測値が前記磁気共鳴信号の周波数帯域とオーバーラップしないように前記傾斜磁場を印加するように構成される請求項１又は２記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記データ収集系は、前記磁気共鳴信号の中心周波数が互いに異なるシフト量でシフトするように互いに異なる強度を有する傾斜磁場を印加して前記磁気共鳴信号を複数回収集し、
前記データ処理系は、前記異なるシフト量に対応する複数の磁気共鳴信号に基づいて前記磁気共鳴画像データを生成するように構成される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記データ収集系は、前記傾斜磁場を印加せずに第１の磁気共鳴信号を収集する一方、周波数方向において前記ノイズがオーバーラップしないように前記傾斜磁場を印加して第２の磁気共鳴信号を収集するように構成され、
前記データ処理系は、前記第１の磁気共鳴信号及び前記第２の磁気共鳴信号の合成処理を伴って前記磁気共鳴画像データを生成するように構成される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記データ収集系は、前記磁気共鳴信号のエンコード量ごとに異なる強度の傾斜磁場を印加するように構成される請求項１乃至５のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記データ収集系は、前記磁気共鳴画像データの端部に前記ノイズが描出されるように前記異なる強度の傾斜磁場を印加するように構成される請求項６記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記データ収集系は、前記エンコード量方向に２値の間で交互に値が変化する傾斜磁場を印加するように構成される請求項７記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記データ収集系は、前記傾斜磁場を発生させるための専用の傾斜磁場コイルを有する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記データ収集系は、エンコード用の傾斜磁場に重ね合わせた結果、前記磁気共鳴信号の周波数帯域において、重ね合わさった傾斜磁場に線形性が得られるように決定された特性を有する傾斜磁場を、前記磁気共鳴信号の中心周波数をシフトさせるための前記傾斜磁場として印加するように構成される請求項１乃至９のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング(MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
MRI装置は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波(RF: radio frequency)信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生する磁気共鳴(MR: magnetic resonance)信号から画像を再構成する画像診断装置である。
【０００３】
MRI装置の架台は、シールドルーム内に設置されるが、外来ノイズがシールドルーム内に入り込む場合がある。シールドルーム内において、外来ノイズが発生した場合には、シールドルームの性能が確認される。場合によっては、シールドルームの内外を連通する導波管に金たわしが詰め込まれ、シールドルームの隙間が電気的に閉塞される。
【０００４】
また、特定の周波数を有するノイズ(f1)が発生した場合には、ノイズ探査用のピックアップコイルでノイズの発生源を特定できる場合もある。その場合には、ノイズの発生源となる基板等が交換される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１０４１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、特定の周波数を有するノイズを低減することが可能な磁気共鳴イメージング装置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】
【０００７】
本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、データ収集系とデータ処理系とを備える。データ収集系は、周波数依存性を有するノイズの周波数に応じて磁気共鳴信号の中心周波数がシフトするように傾斜磁場を印加して前記磁気共鳴信号を収集する。データ処理系は、前記磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴画像データを生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成図。
【図２】図１に示すコンピュータの機能ブロック図。
【図３】静磁場にオフセット傾斜磁場を付加することによってノイズの周波数を回避するようにMR信号の収集周波数をシフトさせる例を示す図。
【図４】オフセット傾斜磁場の印加を伴ってMR信号を収集するデータ収集条件と、オフセット傾斜磁場の印加をオフセット傾斜磁場の印加を伴わずにMR信号を収集するデータ収集条件とを組み合わせた例を示す図。
【図５】MR信号のエンコード量ごとに異なる強度のオフセット傾斜磁場を印加するようにした例を示す図。
【図６】図５に示すMR信号をｋ空間に配置した状態を示す図。
【図７】図６に示すMR信号に基づいて再構成されるMR画像の模式図。
【図８】傾斜磁場コイルとしてオフセット傾斜磁場用の専用の傾斜磁場コイルを設けた例を示す図。
【図９】図１に示す磁気共鳴イメージング装置の動作の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について添付図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成図である。
【００１１】
磁気共鳴イメージング装置２０は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石２１、この静磁場用磁石２１の内側に設けられたシムコイル２２、傾斜磁場コイル２３及びRFコイル２４を備えている。
【００１２】
また、磁気共鳴イメージング装置２０には、制御系２５が備えられる。制御系２５は、静磁場電源２６、傾斜磁場電源２７、シムコイル電源２８、送信器２９、受信器３０、シーケンスコントローラ３１及びコンピュータ３２を具備している。制御系２５の傾斜磁場電源２７は、Ｘ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙ及びＺ軸傾斜磁場電源２７ｚで構成される。また、コンピュータ３２には、入力装置３３、表示装置３４、演算装置３５及び記憶装置３６が備えられる。
【００１３】
静磁場用磁石２１は静磁場電源２６と接続され、静磁場電源２６から供給された電流により撮像領域に静磁場を形成させる機能を有する。尚、静磁場用磁石２１は超伝導コイルで構成される場合が多く、励磁の際に静磁場電源２６と接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。また、静磁場用磁石２１を永久磁石で構成し、静磁場電源２６が設けられない場合もある。
【００１４】
また、静磁場用磁石２１の内側には、同軸上に筒状のシムコイル２２が設けられる。シムコイル２２はシムコイル電源２８と接続され、シムコイル電源２８からシムコイル２２に電流が供給されて静磁場が均一化されるように構成される。
【００１５】
傾斜磁場コイル２３は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙ及びＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚで構成され、静磁場用磁石２１の内側において筒状に形成される。傾斜磁場コイル２３の内側には寝台３７が設けられて撮像領域とされ、寝台３７には被検体Ｐがセットされる。RFコイル２４にはガントリに内蔵されたRF信号の送受信用の全身用コイル(WBC: whole body coil)や寝台３７や被検体Ｐ近傍に設けられるRF信号の受信用の局所コイルなどがある。
【００１６】
また、傾斜磁場コイル２３は、傾斜磁場電源２７と接続される。傾斜磁場コイル２３のＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙ及びＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚはそれぞれ、傾斜磁場電源２７のＸ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙ及びＺ軸傾斜磁場電源２７ｚと接続される。
【００１７】
そして、Ｘ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙ及びＺ軸傾斜磁場電源２７ｚからそれぞれＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙ及びＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚに供給された電流により、撮像領域にそれぞれＸ軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚを形成することができるように構成される。
【００１８】
RFコイル２４は、送信器２９及び受信器３０の少なくとも一方と接続される。送信用のRFコイル２４は、送信器２９からRF信号を受けて被検体Ｐに送信する機能を有し、受信用のRFコイル２４は、被検体Ｐ内部の原子核スピンのRF信号による励起に伴って発生したMR信号を受信して受信器３０に与える機能を有する。
【００１９】
一方、制御系２５のシーケンスコントローラ３１は、傾斜磁場電源２７、送信器２９及び受信器３０と接続される。シーケンスコントローラ３１は傾斜磁場電源２７、送信器２９及び受信器３０を駆動させるために必要な制御情報、例えば傾斜磁場電源２７に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報を記憶する機能と、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源２７、送信器２９及び受信器３０を駆動させることによりＸ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚ及びRF信号を発生させる機能を有する。
【００２０】
また、シーケンスコントローラ３１は、受信器３０におけるMR信号の検波及びA/D (analog to digital)変換により得られた複素データである生データ(raw data)を受けてコンピュータ３２に与えるように構成される。
【００２１】
このため、送信器２９には、シーケンスコントローラ３１から受けた制御情報に基づいてRF信号をRFコイル２４に与える機能が備えられる一方、受信器３０には、RFコイル２４から受けたMR信号を検波して所要の信号処理を実行するとともにA/D変換することにより、デジタル化された複素データである生データを生成する機能と生成した生データをシーケンスコントローラ３１に与える機能とが備えられる。
【００２２】
また、コンピュータ３２の記憶装置３６に保存されたプログラムを演算装置３５で実行することにより、コンピュータ３２には各種機能が備えられる。ただし、プログラムの少なくとも一部に代えて、各種機能を有する特定の回路を磁気共鳴イメージング装置２０に設けてもよい。
【００２３】
図２は、図１に示すコンピュータ３２の機能ブロック図である。
【００２４】
コンピュータ３２の演算装置３５は、記憶装置３６に保存されたプログラムを実行することにより撮像条件設定部４０及びデータ処理部４１として機能する。撮像条件設定部４０は、ノイズ周波数特定部４０Ａ、ノイズ周波数予測部４０Ｂ及びオフセット傾斜磁場設定部４０Ｃを有する。また、記憶装置３６は、ｋ空間データ記憶部４２及び画像データ記憶部４３として機能する。
【００２５】
撮像条件設定部４０は、入力装置３３からの指示情報に基づいてパルスシーケンスを含む撮像条件を設定し、設定した撮像条件をシーケンスコントローラ３１に出力する機能を有する。特に、撮像条件設定部４０は、周波数依存性を有するノイズの周波数に応じてMR信号の中心周波数がシフトするように傾斜磁場を印加してMR信号を収集するデータ収集条件を設定する機能を有している。
【００２６】
特定の周波数を有するノイズとしては、静磁場用磁石２１、シムコイル２２、傾斜磁場コイル２３及びRFコイル２４等の構成要素が設置されるシールドルームの外部からシールドルームの内部に入り込む外来ノイズが代表的である。例えば、近傍に他の磁気共鳴イメージング装置が設置されている場合には、他の磁気共鳴イメージング装置において生じたノイズが磁気共鳴イメージング装置２０のシールドルーム内に入り込んで外来ノイズとなる場合がある。
【００２７】
ノイズ周波数特定部４０Ａは、特定の周波数を有するノイズを含む信号を収集するためのデータ収集条件を設定する機能と、ノイズを含む信号に基づいてノイズの周波数を特定する機能とを有する。ノイズを含む信号を収集するための簡易かつ適切なデータ収集条件としては、MR信号を発生させない条件、つまりRF信号を印加しないデータ収集条件が挙げられる。
【００２８】
ノイズの周波数は、任意のｋ空間信号又は実空間信号に基づいて特定することができる。例えば、RF信号を印加せずに収集された信号からフィルタによってノイズを抽出し、抽出したノイズの中心周波数を測定することにより、ノイズの周波数を特定することができる。
【００２９】
或いは、RF信号を印加せずに収集された信号のフーリエ変換(FT: Fourier transform)によってノイズが描出された画像データを生成し、ノイズ画像データから画像信号値に対する閾値処理等によってノイズ領域を抽出することができる。そして、ノイズ領域における実空間データの逆フーリエ変換(IFT: inverse Fourier transform)によって得られるｋ空間信号の中心周波数を調べることによってノイズの周波数を特定することができる。
【００３０】
ノイズ周波数予測部４０Ｂは、ノイズの周波数及びノイズの周波数の経年変化を予測する機能を有する。ノイズの周波数が判明している場合や予測できる場合には、入力装置３３の操作によってノイズ周波数予測部４０Ｂにノイズの周波数を入力することができる。また、ノイズ周波数特定部４０Ａにおいてノイズの周波数が特定された場合においても、特定されたノイズの周波数をノイズ周波数特定部４０Ａからノイズ周波数予測部４０Ｂに通知するように構成することができる。
【００３１】
但し、ノイズの発生源が他の磁気共鳴イメージング装置の静磁場磁石であるような場合には、ノイズの周波数が経年変化によってシフトする可能性がある。そこで、ノイズの周波数の実測値又は仕様から予測されるノイズの周波数の予測値に基づいてノイズの周波数の時間的な変化を表す近似式を求めることができる。この場合、必要に応じて、シミュレーションを行うこともできる。
【００３２】
ノイズの周波数の時間変化を求める計算式が得られると、入力装置３３の操作によって計算式又は計算式を特定するための係数等の情報をノイズ周波数予測部４０Ｂに入力することができる。これにより、ノイズ周波数予測部４０Ｂでは、日時情報や時刻情報に基づいて撮像時におけるノイズの周波数を予測することが可能となる。実用的な例として、近傍に他の磁気共鳴イメージング装置を据付ける場合において、他の磁気共鳴イメージング装置によって生じるノイズの周波数を、経年変化も含めてノイズ周波数予測部４０Ｂに設定することができる。
【００３３】
オフセット傾斜磁場設定部４０Ｃは、ノイズの周波数がMR信号の周波数帯域とオーバーラップしないように、MR信号の収集周波数をオフセットさせるために印加すべき傾斜地場を設定する機能を有する。このため、ノイズ周波数特定部４０Ａにおいてノイズの周波数が特定されている場合には、特定されたノイズの周波数が回避すべき周波数となる。同様に、ノイズの周波数が入力装置３３の操作によって撮像条件設定部４０に入力された場合においても、入力された周波数が回避すべき周波数となる。
【００３４】
また、ノイズ周波数予測部４０Ｂにおいてノイズの周波数の経年変化の予測値が取得されている場合には、ノイズの周波数の経年変化の予測値がMR信号の周波数帯域とオーバーラップしないように傾斜磁場が設定される。
【００３５】
以降では、MR信号の中心周波数をシフトさせるために印加される傾斜磁場を、エンコード用に印加される傾斜磁場と区別できるようにオフセット傾斜磁場と称して説明する。
【００３６】
図３は、静磁場にオフセット傾斜磁場を付加することによってノイズの周波数を回避するようにMR信号の収集周波数をシフトさせる例を示す図である。
【００３７】
図３(A), (B)において各横軸は周波数を示し、縦軸方向は相対強度を示す。図３(A)はノイズの周波数を回避するようにシフトさせる前におけるMR信号の収集周波数を示す。
【００３８】
図３(A)に示すように、静磁場中心において、MR信号の周波数帯域と、ノイズの周波数とがオーバーラップする場合がある。図示された例では、63.9 [MHz]から64.1 [MHz]までの周波数範囲がMR信号を収集可能な周波数帯域であり、中心周波数が64[MHz]のMR信号が収集されている。しかし、64.04 [MHz]の周波数を有するノイズがMR信号の周波数帯域とオーバーラップしている。このようなノイズが重畳したMR信号を用いると、正常なMR画像データを再構成することができない。
【００３９】
そこで、オフセット傾斜磁場を印加することによって、図３(B)に示すように、MR信号の周波数帯域を変更することができる。これにより、MR信号の周波数帯域とノイズとのオーバーラップを回避することができる。図示された例では、MR信号の収集対象となる周波数帯域が63.8[MHz]から64[MHz]までの範囲に変更されている。そして、中心周波数が63.9[MHz]のMR信号が収集されている。このため、64.04 [MHz]の周波数を有するノイズがMR信号の周波数帯域とオーバーラップすることはない。
【００４０】
但し、MR信号の収集周波数をシフトさせると、ノイズを回避することは可能であるが、傾斜磁場の線形性が十分でない周波数においてMR信号が収集される恐れがある。そこで、MR信号の収集周波数をシフトさせるためのオフセット傾斜磁場を印加せずにMR信号を収集するデータ収集条件と、オフセット傾斜磁場を印加してMR信号を収集するデータ収集条件とを併用することができる。
【００４１】
図４は、オフセット傾斜磁場の印加を伴ってMR信号を収集するデータ収集条件と、オフセット傾斜磁場の印加をオフセット傾斜磁場の印加を伴わずにMR信号を収集するデータ収集条件とを組み合わせた例を示す図である。
【００４２】
図４(A), (B)において各横軸は周波数を示し、縦軸方向は相対強度を示す。また、図４(C)の横軸は周波数を示し、縦軸はイメージング用に印加される傾斜磁場の相対強度を示す。
【００４３】
図３に示す例と同様に、図４(A)に示すようにMR信号の周波数帯域とノイズの周波数がオーバーラップする場合には、図４(B)に示すように、オフセット傾斜磁場の印加によってMR信号の収集周波数をシフトさせることができる。
【００４４】
しかしながら、図４(B)に示すようにMR信号の収集周波数をシフトさせると、図４(C)に示すように傾斜磁場の線形性が良好でない周波数においてMR信号が収集される可能性がある。そこで、図４(A)に示すようにオフセット傾斜磁場を印加せずに第１のMR信号を収集する一方、図４(B)に示すように周波数方向においてノイズがオーバーラップしないようにオフセット傾斜磁場を印加して第２のMR信号を収集するデータ収集条件を設定することができる。
【００４５】
そして、第１のMR信号と第２のMR信号とを合成することによってMR画像データの生成に必要なMR信号を取得することができる。すなわち、図４(A)に一点鎖線の矩形枠で示すように、ある周波数帯域を有する第１のMR信号のうち、ノイズの周波数とオーバーラップしないように設定された周波数範囲R1に含まれる第１の信号成分を周波数フィルタ等によって抽出することができる。他方、図４(B)に一点鎖線の矩形枠で示すように、ある周波数帯域を有する第２のMR信号のうち、第１のMR信号から第１の信号成分を抽出することによって残された成分に対応する周波数範囲R2に含まれる第２の信号成分を、周波数フィルタ等によって抽出することができる。
【００４６】
そうすると、第１のMR信号から抽出された第１の信号成分と、第２のMR信号から抽出された第２の信号成分とを合成することによって、MR画像データの生成に必要な周波数帯域を有するMR信号を生成することができる。この場合、第１のMR信号は、イメージング用に印加される傾斜磁場の線形性が良好となる収集周波数において受信されているため、第１のMR信号の一部である第１の信号成分も、線形性が良好な傾斜磁場下において受信されている。他方、第２のMR信号の一部である第２の信号成分に対応する周波数範囲が、イメージング用に印加される傾斜磁場の線形性が良好となる周波数範囲となるように第２のMR信号の収集周波数を決定すれば、第２の信号成分についても、線形性が良好な傾斜磁場下において受信されることになる。
【００４７】
これにより、ノイズとの周波数方向におけるオーバーラップが回避され、かつ線形性が良好な傾斜磁場下において受信されたMR信号に基づくMR画像データの再構成処理が可能となる。
【００４８】
このように、MR信号の中心周波数が互いに異なるシフト量でシフトするように互いに異なる強度を有するオフセット傾斜磁場を印加してMR信号を複数回収集するデータ収集条件を設定することができる。尚、図４は、オフセット傾斜磁場の１つの強度をゼロとすることによって、MR信号の収集周波数のシフト量をゼロとした場合に相当する。
【００４９】
互いに異なる強度を有する複数のオフセット傾斜磁場を印加する場合には、強度がゼロでない複数のオフセット傾斜磁場を印加することもできる。また、３つ以上の複数のオフセット傾斜磁場を印加するデータ収集条件を設定することもできる。
【００５０】
実用的な例として、ｋ空間において同一の位置となるMR信号を３回収集する場合には、オフセット傾斜磁場を印加せずに、つまりオフセット傾斜磁場の強度をゼロとして第１のMR信号を収集し、オフセット傾斜磁場の強度をゼロでないGoffset1として第２のMR信号を収集し、更にオフセット傾斜磁場の強度をゼロ及びGoffset1でないGoffset2として第３のMR信号を収集するデータ収集条件を設定することができる。そして、イメージング用の傾斜磁場の線形性が良好となる周波数範囲の信号成分を、第１、第２及び第３のMR信号からそれぞれ抽出して合成することができる。
【００５１】
また、オフセット傾斜磁場の強度を変えて収集された複数のMR信号が、いずれもイメージング用の傾斜磁場の線形性が維持される収集周波数で収集されている場合には、信号成分の抽出処理を行わずに、そのまま加算することもできる。つまり、オフセット傾斜磁場の強度を変えて収集された複数のMR信号の平均化処理によってｋ空間の各位置における画像再構成用のMR信号を生成することができる。この場合、ノイズの周波数が不明である場合であっても、MR信号の平均化処理によってノイズの影響を低減させることが可能となる。
【００５２】
図５はMR信号のエンコード量ごとに異なる強度のオフセット傾斜磁場を印加するようにした例を示す図である。
【００５３】
図５において各横軸は周波数を示し、縦軸方向は相対強度及びエンコード量方向を示す。図５に示すように、エンコード量方向に２値の間で交互に値が変化するオフセット傾斜磁場を印加するデータ収集条件を設定することもできる。この場合、互いに異なるエンコード量で収集される複数のMR信号の収集周波数がエンコード量方向に、オフセット傾斜磁場の強度に応じたシフト量で交互に変化することになる。
【００５４】
図５は、エンコード量方向にオフセット傾斜磁場の強度をゼロとゼロでない値との間で変化させた場合の例を示している。また、ゼロでないオフセット傾斜磁場の強度は、MR信号の収集周波数を、ノイズの周波数から遠ざける方向に0.1[MHz]だけシフトさせるように設定されている。
【００５５】
図５に示す例では、奇数番目のエンコード量(ENCODE AMOUNT 1, ENCODE AMOUNT 3, ENCODE AMOUNT 5, ..., ENCODE AMOUNT N-2, ENCODE AMOUNT N)でエンコードされるMR信号の収集周波数は、デフォルト値である64[MHz] に設定されている。一方、偶数番目のエンコード量(ENCODE AMOUNT 2, ENCODE AMOUNT 4, ENCODE AMOUNT 6, ..., ENCODE AMOUNT N-3, ENCODE AMOUNT N-1)でエンコードされるMR信号の収集周波数が、ノイズの周波数とオーバーラップしないように、デフォルト値である64[MHz]から0.1[MHz]だけシフトした63.9 [MHz]に設定されている。
【００５６】
このため、奇数番目のエンコード量(ENCODE AMOUNT 1, ENCODE AMOUNT 3, ENCODE AMOUNT 5, ..., ENCODE AMOUNT N-2, ENCODE AMOUNT N)でエンコードされるMR信号の周波数帯域は、ノイズの周波数とオーバーラップしている。他方、偶数番目のエンコード量(ENCODE AMOUNT 2, ENCODE AMOUNT 4, ENCODE AMOUNT 6, ..., ENCODE AMOUNT N-3, ENCODE AMOUNT N-1)でエンコードされるMR信号の周波数帯域は、ノイズの周波数とオーバーラップしていない。
【００５７】
図６は図５に示すMR信号をｋ空間に配置した状態を示す図である。
【００５８】
図６において横軸方向はｋ空間における周波数軸方向を示し、縦軸方向はエンコード方向を示す。図５に示す各MR信号の中心周波数を合わせてｋ空間に配置すると図６に示すようにノイズがエンコード方向に一つ置きに現れることになる。この結果、ノイズのエンコード方向における周波数が高周波となる。
【００５９】
図７は図６に示すMR信号に基づいて再構成されるMR画像の模式図である。
【００６０】
MR信号をFTによって実空間信号である画像信号に変換すると、図７に示すようなMR画像が再構成される。MR画像には、信号成分に対応する画像が描出される。一方、ノイズは高周波の信号となるため、MR画像では端部に描出される。このため、ノイズによる着目領域における視認性の低下を回避することができる。
【００６１】
尚、図７に例示されるように、MR画像データの端部にノイズを描出させることができれば、MR信号のエンコード量ごとに異なる任意の強度のオフセット傾斜磁場を印加することができる。例えば、エンコード方向に周期的に強度が変化するオフセット傾斜磁場や３つ以上の強度を有するオフセット傾斜磁場を設定することもできる。
【００６２】
以上のような機能を有するコンピュータ３２の撮像条件設定部４０は、静磁場用磁石２１、シムコイル２２、傾斜磁場コイル２３及びRFコイル２４等のハードウェアと協働することによって、ノイズの周波数に応じてMR信号の中心周波数がシフトするようにオフセット傾斜磁場を印加してMR信号を収集するデータ収集系として機能する。但し、同様な機能が備えられれば、他の構成要素によってデータ収集系を構成してもよい。
【００６３】
尚、データ収集系の構成要素として、オフセット傾斜磁場を発生させるための専用の傾斜磁場コイルを設けてもよい。すなわち、Ｘ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙ及びＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚ以外の第４の傾斜磁場コイルを用いて、オフセット傾斜磁場を発生させることができる。これにより、オフセット磁場を発生させても、イメージング用に本来必要となる傾斜磁場の強度を十分に維持することが可能となる。
【００６４】
図８は傾斜磁場コイル２３としてオフセット傾斜磁場用の専用の傾斜磁場コイルを設けた例を示す図である。
【００６５】
図８に示すように、傾斜磁場コイル２３は、互いに内径が異なる円筒状のＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙ及びＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚを同軸上に配置して構成される。
【００６６】
尚、近年の傾斜磁場コイル２３には、渦磁場を抑制するための筒状のシールドコイルが設けられる場合もある。シールドコイルを備えた傾斜磁場コイル２３は、ASGC (Actively Shielded Gradient Coil)と呼ばれる。ASGCでは、イメージング用の傾斜磁場を印加するためのＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙ及びＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚがメインコイルと呼ばれる。そして、メインコイルの外側にシールドコイルが配置される。シールドコイルについても、互いに内径が異なる円筒状のＸ軸用シールドコイル、Ｙ軸用シールドコイル及びＺ軸用シールドコイルを同軸上に配置して構成することができる。
【００６７】
このような構造を有する傾斜磁場コイル２３に、更にオフセット傾斜磁場用のサブコイル２３offsetを設けることができる。図８に示す例では、円筒状のサブコイル２３offsetがＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘの内側に配置されているが、Ｚ軸傾斜磁場コイル２３ｚの外側にサブコイル２３offsetを配置してもよい。また、傾斜磁場コイル２３がASGCである場合には、少なくともシールドコイルの内側にサブコイル２３offsetを配置すればよい。
【００６８】
図８に例示されるようなオフセット傾斜磁場用の専用のサブコイル２３offsetを用いる場合には、エンコード用の傾斜磁場に重ね合わせた結果、MR信号の周波数帯域において、重ね合わさった傾斜磁場に線形性が得られるように決定された特性を有する傾斜磁場を、オフセット傾斜磁場として印加することが適切である。これにより、MR信号の収集周波数のシフトに合わせて、傾斜磁場の線形性が良好な範囲もシフトさせることができる。つまり、図４(C)に例示されるような特性を有する傾斜磁場を、MR信号の収集周波数に合わせて周波数方向にシフトさせることができる。
【００６９】
次に、データ処理部４１の機能について説明する。
【００７０】
データ処理部４１は、MR信号に基づいてMR画像データを生成するデータ処理系としての機能を有する。具体的には、データ処理部４１は、撮像条件設定部４０において設定された撮像条件下におけるイメージングスキャンによって収集されたMR信号をシーケンスコントローラ３１から取得してｋ空間データ記憶部４２に形成されたｋ空間に配置する機能、ｋ空間データ記憶部４２からｋ空間データを取り込んでFTを含む画像再構成処理を施すことにより画像データを再構成する機能、再構成して得られたMR画像データを画像データ記憶部４３に書き込む機能、画像データ記憶部４３から取り込んだ画像データに必要な画像処理を施して表示装置３４に表示させる機能を有する。
【００７１】
撮像条件設定部４０では、上述したように、MR信号の中心周波数が互いに異なるシフト量でシフトするように互いに異なる強度を有するオフセット傾斜磁場を印加してMR信号を複数回収集するデータ収集条件が設定される場合がある。従って、データ処理部４１には、異なる中心周波数のシフト量に対応する複数のMR信号に基づいてMR画像データを生成する機能が備えられる。
【００７２】
すなわち、データ処理部４１には、ｋ空間の同一のサンプリング位置について異なる中心周波数のシフト量に対応する複数のMR信号が収集された場合には、画像再構成処理に先だって、複数のMR信号を合成する機能が備えられる。具体例として、図４に例示されるように、オフセット傾斜磁場を印加せずに第１のMR信号が収集される一方、オフセット傾斜磁場を印加して第２のMR信号が収集される場合であれば、データ処理部４１において、第１のMR信号及び第２のMR信号の合成処理を伴ってMR画像データが生成される。
【００７３】
また、図５に例示されるようにオフセット傾斜磁場の印加によってエンコード量ごとにMR信号の収集周波数が変更される場合には、MR信号間において収集周波数を合わせる周波数変換処理を行った後にｋ空間に配置される。尚、MR信号の周波数変換については、データ処理部４１に限らず、受信器３０において実行することもできる。
【００７４】
次に磁気共鳴イメージング装置２０の動作及び作用について説明する。ここでは、ノイズの周波数をノイズ画像の撮像によって特定する場合を例に説明する。
【００７５】
図９は、図１に示す磁気共鳴イメージング装置２０の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７６】
まずステップＳ１において、RF信号を印加しない条件でデータ収集が実行される。このため、特定の周波数を有するノイズがRFコイル２４により受信される。RFコイル２４により受信されたノイズは信号として受信器３０に出力される。このため、ノイズ信号には、受信器３０においてA/D変換を含む信号処理が施される。そして、デジタル化されたノイズ信号がコンピュータ３２のデータ処理部４１に出力される。
【００７７】
データ処理部４１では、FTを含む画像再構成処理によってノイズが描出されたノイズ画像データが生成される。
【００７８】
次にステップＳ２において、ノイズ画像データに基づいてノイズの周波数が特定される。そのために、データ処理部４１からノイズ周波数特定部４０Ａにノイズ画像データが転送される。そして、ノイズ周波数特定部４０Ａは、ノイズ画像データから閾値処理等によってノイズ領域を抽出し、ノイズ領域における画像信号の周波数を検出することによってノイズの周波数を特定する。
【００７９】
次にステップＳ３において、MR信号の収集周波数とノイズの周波数とがオーバーラップしないように、MR信号の収集周波数をシフトさせるためのオフセット傾斜磁場がオフセット傾斜磁場設定部４０Ｃにより設定される。オフセット傾斜磁場が確定すると、被検体Ｏのイメージングスキャンを実行することが可能となる。
【００８０】
尚、ノイズの周波数の特定は、イメージングスキャンごとに実行しても良いが、磁気共鳴イメージング装置２０の据付時や他の磁気共鳴イメージング装置が設置された場合など、周辺環境が変化した際に実行することもできる。そして、一旦、オフセット傾斜磁場が設定された後は、繰返し、イメージングスキャンを実行することができる。但し、ノイズの周波数が経年変化によって変化する場合もある。そのような場合には、ノイズ周波数予測部４０Ｂにノイズの周波数の経年変化を予測するために必要な情報を入力してノイズの周波数を予測することができる。
【００８１】
ステップＳ４において、イメージングスキャンを実行する場合には、パルスシーケンスとして設定されるエンコード用の傾斜磁場に加え、オフセット傾斜磁場を印加してMR信号を収集するデータ収集条件が設定される。
【００８２】
一方、寝台３７に被検体Ｐがセットされ、静磁場電源２６により励磁された静磁場用磁石２１(超伝導磁石)の撮像領域に静磁場が形成される。また、シムコイル電源２８からシムコイル２２に電流が供給されて撮像領域に形成された静磁場が均一化される。
【００８３】
そして、入力装置３３から撮像条件設定部４０にスキャン開始指示が与えられると、撮像条件設定部４０はパルスシーケンスを含む撮像条件をシーケンスコントローラ３１に出力する。シーケンスコントローラ３１は、撮像条件に従って傾斜磁場電源２７、送信器２９及び受信器３０を駆動させることにより被検体Ｐがセットされた撮像領域に傾斜磁場を形成させるとともに、RFコイル２４からRF信号を発生させる。
【００８４】
このため、被検体Ｐの内部における核磁気共鳴により生じたMR信号が、RFコイル２４により受信されて受信器３０に与えられる。受信器３０は、RFコイル２４からMR信号を受けて、所要の信号処理を実行した後、A/D変換することにより、デジタルデータのMR信号である生データを生成する。受信器３０は、A/D変換後のMR信号を、シーケンスコントローラ３１を通じてコンピュータ３２のデータ処理部４１に出力する。
【００８５】
データ処理部４１は、MR信号をｋ空間データ記憶部４２に形成されたｋ空間に順次配置する。そして、データ処理部４１におけるｋ空間データに基づく画像再構成処理によってMR画像データが生成される。生成されるMR画像データは、ノイズの周波数を回避するように設定された収集周波数で収集されたMR信号を元データとしているため、良好な画質を有する画像データとなる。
【００８６】
また、図５に示すようにエンコードごとにオフセット傾斜磁場の強度を変えた場合であれば、図６に示すようにノイズ成分に対応する信号がｋ空間においてエンコード方向に高周波となる。このため、図７に示すようにノイズの描出位置をMR画像データの端部にすることができる。
【００８７】
つまり以上のような磁気共鳴イメージング装置２０は、オフセット傾斜磁場の印加によってMR信号の収集周波数をシフトできるようにしたものである。
【００８８】
このため、磁気共鳴イメージング装置２０によれば、周波数依存性を有するノイズが発生した場合に、ノイズの影響を回避又は低減させることができる。特に、MR信号の収集周波数自体の可変範囲ではノイズの周波数を回避できない場合であっても、オフセット傾斜磁場の印加によってノイズの周波数を回避することができる。従って、MR信号の収集周波数の可変範囲を広くするための、ハードウェアを含むシステムの大規模な改修や交換が不要となる。この結果、別の磁気共鳴イメージング装置から送信されるRF信号等による外来ノイズの影響を、時間とコストを掛けずに回避又は低減させることができる。
【００８９】
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
【符号の説明】
【００９０】
２０  磁気共鳴イメージング装置
２１  静磁場用磁石
２２  シムコイル
２３  傾斜磁場コイル
２４  RFコイル
２５  制御系
２６  静磁場電源
２７  傾斜磁場電源
２８  シムコイル電源
２９  送信器
３０  受信器
３１  シーケンスコントローラ
３２  コンピュータ
３３  入力装置
３４  表示装置
３５  演算装置
３６  記憶装置
３７  寝台
４０  撮像条件設定部
４０Ａ  ノイズ周波数特定部
４０Ｂ  ノイズ周波数予測部
４０Ｃ  オフセット傾斜磁場設定部
４１  データ処理部
４２  ｋ空間データ記憶部
４３  画像データ記憶部
Ｐ  被検体
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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