(57)【要約】【課題】傾斜磁場コイルの破損を回避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である。【解決手段】実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、データ収集系と傾斜磁場コイル診断部とを備える。データ収集系は、被検体から磁気共鳴信号を収集する。傾斜磁場コイル診断部は、前記磁気共鳴信号の位相シフト量に基づいて傾斜磁場コイルの状態を表す情報を提示する。また、前記傾斜磁場コイル診断部は、前記磁気共鳴信号の収集条件に応じた閾値に基づく前記位相シフト量の閾値処理によって前記傾斜磁場コイルの状態を表す情報を生成するように構成される。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体から磁気共鳴信号を収集するデータ収集系と
前記磁気共鳴信号の位相シフト量に基づいて傾斜磁場コイルの状態を表す情報を提示する傾斜磁場コイル診断部と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記傾斜磁場コイル診断部は、前記磁気共鳴信号の収集条件に応じた閾値に基づく前記位相シフト量の閾値処理によって前記傾斜磁場コイルの状態を表す情報を生成するように構成される請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記傾斜磁場コイル診断部は、前記位相シフト量が閾値を超えた場合に前記傾斜磁場コイルへの負荷が過剰であることを表す情報又は前記傾斜磁場コイルが異常であることを表す情報を提示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】
前記傾斜磁場コイル診断部は、前記位相シフト量の変化量が閾値を超えた場合に前記傾斜磁場コイルへの負荷が過剰な状態であることを表す情報又は前記傾斜磁場コイルが異常であることを表す情報を提示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、前記傾斜磁場コイルの状態を表す情報に基づいて磁気共鳴信号の収集を中断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】
前記傾斜磁場コイル診断部は、前記位相シフト量の大きさ及び時間変化の少なくとも一方を表す複数のパラメータのうち閾値を超えたパラメータの特定情報に基づいて異常が疑われる前記傾斜磁場コイルの部位の特定情報を提示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】
前記傾斜磁場コイル診断部は、エコープラナーイメージング法における磁気共鳴信号の位相補正量に基づいて前記傾斜磁場コイルの状態を表す情報を提示するように構成される請求項１乃至６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装置では、傾斜磁場コイルに過剰な負荷がかからないように十分な対策を講じることが必要である。これは、傾斜磁場コイルに過剰な負荷がかかると、傾斜磁場コイルの破損に繋がる恐れがあるためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０７５７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、傾斜磁場コイルの破損を回避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】
【０００６】
本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、データ収集系と傾斜磁場コイル診断部とを備える。データ収集系は、被検体から磁気共鳴信号を収集する。傾斜磁場コイル診断部は、前記磁気共鳴信号の位相シフト量に基づいて傾斜磁場コイルの状態を表す情報を提示する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【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】図１に示す磁気共鳴イメージング装置の動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。また、記憶装置３６は、ｋ空間データ記憶部４２、画像データ記憶部４３及び位相シフト量保存部４４として機能する。また、データ処理部４１には、位相シフト量算出部４１Ａ、傾斜磁場コイル診断部４１Ｂ、位相補正部４１Ｃ及び画像再構成部４１Ｄが設けられる。
【００２４】
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。撮像条件設定部４０が、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、磁気共鳴イメージング装置２０には、撮像条件に従って被検体Ｐの撮像領域からMR信号を収集するデータ収集系としての機能が備えられる。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。
【００２５】
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フーリエ変換(FT: Fourier transform)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。
【００２６】
特に、データ処理部４１は、上述した機能に加え、被検体Ｐから収集されたMR信号に基づいて、傾斜磁場コイル２３の健全性を表す情報を表示装置３４等の出力装置に出力する機能を有している。傾斜磁場コイル２３の健全性を表す情報は、傾斜磁場コイル２３への負荷が過剰であるか否かをユーザに通知するための情報或いは傾斜磁場コイル２３が異常な状態であるか否かをユーザに通知するための情報として生成することができる。
【００２７】
データ処理部４１の位相シフト量算出部４１Ａは、傾斜磁場コイル２３の健全性を表す情報を生成するための元データとして、被検体Ｐから収集されたMR信号の位相シフト量を任意の方法で算出する機能を有する。MR画像データの生成のためにMR信号の位相補正処理が行われる場合には、位相シフト量算出部４１Ａにおいて、位相補正処理用の位相補正量として位相シフト量を算出することが算出対象を共通化する観点から実用的である。
【００２８】
MR信号の位相補正は、通常、静磁場の不均一性等の様々な要因に起因して生じるｋ空間の読出し(RO: readout)方向における位相シフト量を位相補正量としてｋ空間のデータ収集ラインごとに実行される。そして、RO方向における位相補正量に基づいてRO方向におけるMR信号の位相補正が実行される。そこで、以降では、RO方向における位相補正用の位相シフト量を、傾斜磁場コイル２３の健全性を表す情報を生成するための元データとして求める場合を例に説明する。
【００２９】
RO方向におけるMR信号の位相シフト量の求め方としては、様々な方法が知られており、任意の方法を用いることができる。代表的な位相シフト量の算出方法として、RO方向におけるMR信号列のRO方向への１次元(1D: one dimensional)FTによって得られる実空間データの自己相関に基づいて１次の位相シフト量を算出し、算出された１次の位相シフト量を用いて位相補正された実空間データの位相分布に基づいて０次の位相シフト量を算出する方法が知られている。尚、０次の位相シフト量は、位相のオフセット成分であり、１次の位相シフト量は、RO方向の位置に応じて線形に変化する傾斜成分である。
【００３０】
上述した方法によりRO方向の位相シフト量を算出する場合、位相シフト量を算出するためのMR信号がリファレンスデータとして収集される。尚、位相シフト量を算出するためのMR信号はテンプレートデータとも称される。リファレンスデータは、典型的には位相エンコード(PE: phase encode)量をゼロとして収集され、RO方向への1DFTによって実空間データに変換される。実空間データが取得されると、１次の位相シフト量θ1及び０次の位相シフト量θ0を、それぞれ式(1-1)及び式(1-2)で算出することができる。
【数１】
2016034457.tif 000003
但し、式(1-1)及び式(1-2)において、
P(x):位置xにおけるリファレンスデータ
N: ROのポイント数
である。
【００３１】
ところで、傾斜磁場コイル２３に特に高負荷がかかる代表的なパルスシーケンスとしては、エコープラナーイメージング(EPI: echo planar imaging)シーケンスが挙げられる。EPIシーケンスは、RO傾斜磁場の極性を交互に反転させて連続的に印加することによって１回のRF励起パルスの印加後に複数のMRエコー信号を連続収集する高速撮像シーケンスである。
【００３２】
このため、EPIシーケンスでデータ収集を行う場合には、データ収集領域に連続的に傾斜磁場を発生させるために継続的に傾斜磁場コイル２３に電圧及び電流が印加されることになる。また、EPIシーケンスを応用した拡散強調(DWI: diffusion weighted imaging)シーケンスでは、強度が大きいMPG (Motion Probing Gradient)パルスが印加される。従って、EPIシーケンスでデータ収集を行う場合には、特に、傾斜磁場コイル２３への負荷が過剰であるか否か及び傾斜磁場コイル２３が異常な状態であるか否かを把握することが重要である。そこで、以降では、主にEPI法でデータ収集を行う場合を例に説明する。
【００３３】
EPIシーケンスでデータ収集を行う場合には、ｋ空間における偶数番目のMR信号列を収集するために印加される傾斜磁場の極性と奇数番目のMR信号列を収集するために印加される傾斜磁場の極性が互いに逆になる。従って、EPIシーケンスで画像データを生成する場合には、偶数番目のMR信号列の画像再構成処理によって生成される中間画像データと、奇数番目のMR信号列の画像再構成処理によって生成される中間画像データとを合成することによって１フレームのMR画像データを生成することができる。
【００３４】
また、ｋ空間における偶数番目のMR信号列と、奇数番目のMR信号列は、互いに極性が異なるRO傾斜磁場の印加によって読み出される。従って、偶数番目のMR信号列の位相ずれと、奇数番目のMR信号列の位相ずれは、互いに逆方向に生じる。このため、画像再構成処理に先立つMR信号の位相補正が、典型的には偶数番目のMR信号列の位相シフト量及び奇数番目のMR信号列の位相シフト量を位相補正量としてデータ収集ラインごとに実行される。すなわち、偶数番目のデータ収集ラインの位相補正に用いられる位相補正量は、奇数番目のデータ収集ラインの位相補正に用いられる位相補正量と異なる。
【００３５】
尚、位相補正によってRO方向における位相ずれが完全に補正されない場合には、位相補正後の偶数番目のMR信号列を元データとして生成される中間画像データと、位相補正後の奇数番目のMR信号列を元データとして生成される中間画像データとを合成した際にN/2アーチファクトと呼ばれるアーチファクトが生じる。N/2アーチファクトは、PE方向におけるエンコード量が２倍であることに起因して生じる、画像信号のデータ数Nの1/2に相当する部分の折り返しが完全に除去されずに残存することによるアーチファクトである。
【００３６】
従って、EPIシーケンスでデータ収集を行う場合には、N/2アーチファクトを抑制するために正確に位相補正量を求めて位相補正を行うことが重要である。このため、EPIシーケンスでデータ収集を行う場合には、偶数番目のMR信号列用の位相補正用のリファレンスデータと、奇数番目のMR信号列用の位相補正用のリファレンスデータが、MR画像データの生成用の元データとなるイメージングデータとは別に収集される場合が多い。
【００３７】
簡易な方法としては、PE量をゼロとして、偶数番目のMR信号列用の位相補正量を算出するためのリファレンスデータと、奇数番目のMR信号列用の位相補正量を算出するためのリファレンスデータとを、それぞれRO傾斜磁場の極性を変えて１データ収集ライン分だけ収集する方法が知られている。そして、偶数番目のMR信号列用の位相補正用のリファレンスデータに基づいて偶数番目のMR信号列用の位相補正用の０及び１次の位相補正量が算出される。一方、奇数番目のMR信号列用の位相補正用のリファレンスデータに基づいて奇数番目のMR信号列用の位相補正用の０及び１次の位相補正量が算出される。
【００３８】
一方、２次元(2D: two dimensional)のリファレンスデータを収集してPE方向に異なる位相補正量を求める方法も提案されている。この場合には、PE方向に異なる０及び１次の各位相補正量が算出される。このため、対応する位相補正量を用いてデータ収集ラインごとにイメージングデータのRO方向における０及び１次の位相補正が行われる。
【００３９】
このように、位相シフト量算出部４１Ａでは、MR信号の位相補正用の位相補正量を求める方法と同様な所望の手法でMR信号の位相シフト量を求めることができる。位相シフト量算出部４１Ａにおいて一旦求められた位相シフト量は、位相シフト量保存部４４に保存することができる。
【００４０】
傾斜磁場コイル診断部４１Ｂは、被検体Ｐから収集されたMR信号の位相シフト量に基づいて傾斜磁場コイル２３の状態を表す情報を提示する機能を有する。傾斜磁場コイル２３の状態を表す情報は、上述したように、傾斜磁場コイル２３への負荷が過剰であることを表す情報又は傾斜磁場コイル２３が異常であることを表す情報として作成することができる。傾斜磁場コイル２３の状態を表す情報の提示方法としては、表示装置３４に当該情報を表示させる方法の他、音声を出力することによって当該情報をオペレータやサービスマン等のユーザに通知する方法とすることもできる。
【００４１】
傾斜磁場コイル２３の状態を表す情報は、位相シフト量についての閾値処理によって作成することができる。実用的な具体例として、位相シフト量の値が閾値を超えた場合に傾斜磁場コイル２３への負荷が過剰であることを表す情報又は傾斜磁場コイル２３が異常であることを表す情報等の傾斜磁場コイル２３の状態を表す情報を提示することができる。
【００４２】
すなわち、傾斜磁場コイル２３に異常があれば、位相シフト量の値も異常値を呈すると考えられる。そこで、例えば、ファントムを被検体ＰとしてMR信号を収集し、収集したMR信号の位相シフト量を測定することができる。データ収集条件が同一であれば、正常な傾斜磁場コイル２３を用いてファントムから収集されるMR信号の位相シフト量は、概ね一定になると考えられる。
【００４３】
そこで、磁気共鳴イメージング装置２０の据付時等の任意のタイミングで正常な傾斜磁場コイル２３を用いてファントムから収集されるMR信号の位相シフト量を測定し、傾斜磁場コイル２３が正常な状態において位相シフト量が取り得る値の範囲を閾値を用いて決定することができる。つまり、傾斜磁場コイル２３を含む磁気共鳴イメージング装置２０の特性に応じた固有の閾値を位相シフト量に対して設定することができる。
【００４４】
そうすると、磁気共鳴イメージング装置２０の定期的な点検時や患者の撮像前等の所望のタイミングにおいてファントムから収集されるMR信号の位相シフト量を測定すれば、測定した位相シフト量の閾値処理によって傾斜磁場コイル２３の異常を検知することが可能となる。傾斜磁場コイル２３に異常が存在する場合には、MR信号の位相シフト量が大きくなる。従って、傾斜磁場コイル２３が正常である場合に位相シフト量が取り得る値の上限値として閾値を設定し、位相シフト量が閾値を超えた場合に傾斜磁場コイル２３に異常が存在すると判定することができる。そして、傾斜磁場コイル２３に異常が存在するという判定結果を、傾斜磁場コイル２３の状態を表す情報として提示することができる。
【００４５】
尚、EPIシーケンスにおける位相補正用には、上述したように傾斜磁場コイル２３において生じる０次の位相シフト量と、１次の位相シフト量が求められる。０次の位相シフト量は、傾斜磁場の面積に比例し、主にMaxwell termの増加に起因して生じる位相シフト量である。一方、１次の位相シフト量は、傾斜磁場の強度に比例し、主に渦電流の増大に起因して生じる位相シフト量である。
【００４６】
また、EPIシーケンスで極性の異なるRO傾斜磁場を印加することによって２つのリファレンスデータを収集する場合には、２つのデータ収集ライン用の位相シフト量が算出されることになる。従って、０次の位相シフト量と１次の位相シフト量を含む２組の位相シフト量に対してそれぞれ閾値処理を実行し、少なくとも１つの位相シフト量が閾値を超えた場合に傾斜磁場コイル２３に異常が存在すると判定することができる。
【００４７】
また、2Dリファレンスデータを収集する場合には、更に、異なるPE量に対応する複数の位相シフト量が算出される。従って、全てのPE量に対応する０次及び１次の位相シフト量に対してそれぞれ閾値処理を実行し、少なくとも１つの位相シフト量が閾値を超えた場合に傾斜磁場コイル２３に異常が存在すると判定することができる。
【００４８】
また、ファントムに限らず患者を被検体Ｐとして収集されるMR信号の位相シフト量を測定することによっても、傾斜磁場コイル２３の健全性を評価することができる。患者からMR信号を収集する場合には、患者の撮像部位や特徴等によって位相シフト量が取り得る範囲が変動する。従って、撮像部位等の条件に応じて位相シフト量に対する閾値を設定すればよい。この場合、患者のイメージング前又はイメージング中において患者から収集したMR信号のシフト量に基づいてリアルタイムに傾斜磁場コイル２３の健全性を評価することができる。
【００４９】
また、患者を被検体Ｐとする場合はもちろん、ファントムを被検体Ｐとする場合であっても、データ収集条件が変わればMR信号の位相シフト量が取り得る範囲も変動し得る。そこで、MR信号の収集条件ごとに閾値を設定するようにしてもよい。すなわち、MR信号の収集条件に応じた閾値に基づく位相シフト量の閾値処理によって傾斜磁場コイル２３の状態を表す情報を生成することができる。MR信号の収集条件は撮像条件設定部４０から取得することができる。
【００５０】
傾斜磁場コイル２３の健全性を評価するための閾値処理は、位相シフト量の値に限らず位相シフト量の変化量に対して実行することもできる。その場合には、位相シフト量の変化量が閾値を超えた場合に傾斜磁場コイル２３への負荷が過剰な状態であることを表す情報又は傾斜磁場コイル２３が異常であることを表す情報等として傾斜磁場コイル２３の状態を表す情報を生成することができる。尚、位相シフト量の変化量は、位相シフト量保存部４４に蓄積された位相シフト量の履歴情報に基づいて求めることができる。
【００５１】
被検体ＰからMR信号を収集しながらリアルタイムに上述したような位相シフト量の閾値処理を実行する場合には、MR信号の収集中に傾斜磁場コイル２３への負荷が過剰な状態や傾斜磁場コイル２３の異常が検知されることになる。そのような場合においてMR信号の収集を継続すると、傾斜磁場コイル２３の破損に繋がる恐れがある。特に、急激にMR信号の位相シフト量が増大したような場合には、傾斜磁場コイル２３の破損や発熱等に繋がる可能性がある
【００５２】
そこで、傾斜磁場コイル診断部４１Ｂには、傾斜磁場コイル２３への負荷が過剰な状態や傾斜磁場コイル２３の異常が検知された場合には、撮像条件設定部４０にデータ収集の中断を指示する機能が設けられる。一方、撮像条件設定部４０は、傾斜磁場コイル診断部４１Ｂからデータ収集の中断が指示された場合には、シーケンスコントローラ３１に制御情報を出力することによってMR信号の収集を中断させるように構成されている。これにより、傾斜磁場コイル２３の状態を表す情報に基づいてMR信号の収集を中断することができる。すなわち、傾斜磁場コイル２３の異常が検知された場合には、ユーザに異常の検知を提示するのみならず、速やかにデータ収集を中断することができる。
【００５３】
尚、MR信号の０次の位相シフト量、１次の位相シフト量、０次の位相シフト量の時間変化及び１次の位相シフト量の時間変化が増加する要因は上述したようにそれぞれ異なる。すなわち、０次の位相シフト量であれば、主としてMaxwell termの増加に起因している。一方、１次の位相シフト量であれば、主として渦電流の増大に起因している。また、傾斜磁場コイル２３の温度上昇等の環境変化によってMR信号の位相シフト量が変動する場合がある。
【００５４】
そこで、０次の位相シフト量が対応する閾値を超える場合、１次の位相シフト量が対応する閾値を超える場合、０次の位相シフト量の時間変化が対応する閾値を超える場合及び１次の位相シフト量の時間変化が対応する閾値を超える場合を、それぞれ異常が生じた可能性がある傾斜磁場コイル２３の部位と実験的に関連付けておくことができる。
【００５５】
そうすると、０次の位相シフト量、１次の位相シフト量、０次の位相シフト量の時間変化及び１次の位相シフト量の時間変化等の複数のパラメータのうち、閾値を超えたパラメータを特定することによって異常が生じた可能性がある傾斜磁場コイル２３の部位も特定することができる。そこで、異常が生じた可能性がある傾斜磁場コイル２３の部位を特定する処理を傾斜磁場コイル診断部４１Ｂにおいて実行し、結果をメッセージとして表示装置３４に表示させることができる。すなわち、MR信号の位相シフト量に関する複数のパラメータに対する閾値処理の結果、閾値を超えたパラメータを特定することによって、傾斜磁場コイル２３のどの部位に異常が発生した可能性があるのかをユーザに提示することができる。
【００５６】
このように傾斜磁場コイル診断部４１Ｂには、MR信号の位相シフト量の大きさ及び時間変化の少なくとも一方を表す複数のパラメータのうち閾値を超えたパラメータの特定情報に基づいて異常が疑われる傾斜磁場コイル２３の部位の特定情報を提示する機能を設けることができる。
【００５７】
一方、データ処理部４１の位相補正部４１Ｃは、位相シフト量算出部４１Ａにより位相補正量として算出された位相シフト量に基づいて、画像化対象となるMR信号の位相補正処理を行う機能を有する。典型的なMR信号の位相補正は、MR信号を実空間複素信号に変換するFT、変換された実空間複素信号の位相を位相シフト量だけシフトさせる処理及び位相をシフトさせた実空間複素信号をｋ空間データに変換する逆フーリエ変換(IFT: inverse FT)となる。但し、MR信号を実空間信号に変換せずに、直接位相補正を行う方法も知られている。
【００５８】
画像再構成部４１Ｄは、位相補正後におけるｋ空間データに画像再構成処理を施すことによりMR画像データを再構成する機能を有する。再構成されたMR画像データには必要な画像処理を施して表示装置３４に表示させることができる。また、必要なMR画像データを画像データ記憶部４３に保存することができる。
【００５９】
位相シフト量保存部４４には、位相シフト量算出部４１Ａにおいて算出されたMR信号の位相シフト量が保存される。
【００６０】
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。
【００６１】
図３は、図１に示す磁気共鳴イメージング装置２０の動作を示すフローチャートである。
【００６２】
まず予め寝台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。
【００６３】
次にステップＳ１において、被検体ＰからMR信号が収集される。具体的には、撮像条件設定部４０からEPIシーケンス等のパルスシーケンスを含む撮像条件がシーケンスコントローラ３１に出力される。そうすると、シーケンスコントローラ３１は、パルス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。
【００６４】
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、A/D変換を含む信号処理によってデジタルデータのMR信号である生データを生成する。生成された生データは受信器３０からシーケンスコントローラ３１を通じてコンピュータ３２に出力される。そうすると、データ処理部４１によりMR信号がｋ空間データ記憶部４２に形成されたｋ空間に配置される。
【００６５】
次にステップＳ２において、位相シフト量算出部４１Ａにより公知の方法でMR信号の位相シフト量が算出される。位相シフト量算出部４１Ａにより算出されたMR信号の位相シフト量は、ステップＳ３において、位相シフト量保存部４４に保存される。
【００６６】
次にステップＳ４において、傾斜磁場コイル診断部４１Ｂは、傾斜磁場コイル２３の健全性を判定するための、MR信号の位相シフト量に対する第１の閾値を決定する。例えば、予めデータ収集条件ごとに閾値が定められていればデータ収集条件に応じた閾値が決定される。
【００６７】
更に、傾斜磁場コイル診断部４１Ｂでは、傾斜磁場コイル２３の健全性を判定するための、位相シフト量の変化量に対する第２の閾値を決定することができる。
【００６８】
次にステップＳ５において、傾斜磁場コイル診断部４１Ｂは、MR信号の位相シフト量が、第１の閾値を超えたか否か或いは第１の閾値以上であるか否かの判定を行う第１の閾値処理を実行する。そして、MR信号の位相シフト量が第１の閾値を超えている場合或いは第１の閾値以上である場合には、ステップＳ６の判定において、YESと判定される。
【００６９】
その場合には、傾斜磁場コイル診断部４１Ｂが、傾斜磁場コイル２３が異常であると判定し、ステップＳ７において、撮像条件設定部４０にスキャンの中止を指示する。これにより、自動的にスキャンが中断する。このため、傾斜磁場コイル２３の破損等による事故を防止し、サービスマンやユーザによる傾斜磁場コイル２３の状態の確認を促すことができる。
【００７０】
一方、MR信号の位相シフト量が第１の閾値を超えていない場合或いは第１の閾値未満である場合には、ステップＳ６の判定において、NOと判定される。その場合には、MR信号の収集が継続される。
【００７１】
但し、MR信号の過去の位相シフト量が保存されている場合には、ステップＳ８において、傾斜磁場コイル診断部４１Ｂにより位相シフト量の変化に対する第２の閾値処理を実行することができる。特に、傾斜磁場コイル２３の温度上昇等の環境変化によってMR信号の位相シフト量が変動する場合がある。そのような場合には、断続的にMR信号の位相シフト量を取得して位相シフト量保存部４４に順次保存しておくことができる。
【００７２】
第２の閾値処理を実行する場合には、位相シフト量保存部４４から第２の閾値処理に必要な過去の位相シフト量が傾斜磁場コイル診断部４１Ｂにより読み出される。一例として、前回の位相シフト量と最新の位相シフト量との差分値が第２の閾値を超えたか否か或いは第２の閾値以上であるか否かの判定を第２の閾値処理として実行することができる。
【００７３】
もちろん、位相シフト量の経時的な変化を示す傾きや微分値等の任意の指標に対して第２の閾値処理を実行することができる。そして、位相シフト量の時間変化の傾向が変わった場合には、傾斜磁場コイル２３の状態が変化したと判定することができる。
【００７４】
MR信号の位相シフト量の変化が第２の閾値を超えている場合或いは第２の閾値以上である場合には、ステップＳ９の判定において、YESと判定される。その場合には、傾斜磁場コイル診断部４１Ｂが、傾斜磁場コイル２３の状態が変化したと判定し、ステップＳ１０において、傾斜磁場コイル２３の状態が変化したことをメッセージとして表示装置３４に表示させる。すなわち、傾斜磁場コイル診断部４１Ｂは、表示装置３４に警告情報を出力させることによってデータ収集の中断を促す。
【００７５】
このため、ユーザやサービスマンは、傾斜磁場コイル２３の破損を未然に防止するために、必要に応じてデータ収集を中止することができる。
【００７６】
次にステップＳ１１において、位相補正部４１Ｃは、位相シフト量を用いてイメージング用のMR信号の位相補正処理を実行する。続いて、ステップＳ１２において、画像再構成部４１Ｄは、位相補正後におけるイメージング用のMR信号に対する画像再構成処理を実行する。これにより、位相補正されたMR信号に基づくMR画像データが生成される。生成されたMR画像データには、必要な表示処理が施され、ステップＳ１３において、表示装置３４に表示される。
【００７７】
傾斜磁場コイル２３に異常が発生した場合には、位相補正処理によってMR信号の位相シフトが十分に補正されない。その結果、表示装置３４にはMR信号の位相シフトにより歪んだ画像が表示される。このため、第１の閾値処理又は第２の閾値処理においてYESと判定された場合には、表示装置３４に表示された画像を参照して傾斜磁場コイル２３の状態を確認することができる。
【００７８】
一方、第１の閾値処理及び第２の閾値処理においてNOと判定された場合には、正常な傾斜磁場コイル２３を用いて撮影され、位相補正によって位相シフトによるアーチファクトが低減されたMR画像を表示装置３４に表示させることができる。
【００７９】
尚、マルチスライス撮像の場合や複数の印加軸へのMPGパルスの印加を伴うDWIの場合のように、１回のイメージングスキャンで複数の画像データを収集する場合には、ステップＳ１からステップＳまでの処理が繰返される。これにより、長時間に亘る撮像中において傾斜磁場コイル２３に異常が生じた場合であっても速やかに異常の通知又は撮像の中断を行うことができる。
【００８０】
つまり以上のような磁気共鳴イメージング装置２０は、MR信号の位相シフト量の値及び位相シフト量の経時変化に基づいて傾斜磁場コイル２３の健全性を診断できるようにしたものである。
【００８１】
このため、磁気共鳴イメージング装置２０によれば、イメージング中又はイメージング前において傾斜磁場コイル２３に異常が生じているか否かを自動的に判別又は異常の発生を予見することができる。また、傾斜磁場コイル２３が特に異常な状態であると判定される場合には、データ収集を自動的に中断することができる。これにより、特に、傾斜磁場コイル２３に高負荷がかかるEPIシーケンス等による長時間撮像において、傾斜磁場コイル２３の破損を確実に回避することができる。
【００８２】
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】
【００８３】
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
４１  データ処理部
４１Ａ  位相シフト量算出部
４１Ｂ  傾斜磁場コイル診断部
４１Ｃ  位相補正部
４１Ｄ  画像再構成部
４２  ｋ空間データ記憶部
４３  画像データ記憶部
４４  位相シフト量保存部
Ｐ  被検体
【図１】
2016034457.tif 000004
【図２】
2016034457.tif 000005
【図３】
2016034457.tif 000006