JP2014068734A - 磁気共鳴装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】コイルエレメントの位置を検出する。
【解決手段】メモリに、ファントムＰＨを用いて作成されたコイルエレメントの感度マップを記憶しておく。そして、被検体をスキャンすることにより得られたデータに基づいて、コイルエレメントの感度マップを作成する。次に、感度マップ５０ａをＡＰ軸方向、ＳＩ軸方向、ＲＬ軸方向に移動させるとともに、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸を中心に回転させながら、感度マップ５０ａと６０ａとの相関を算出する。そして、相関が最も高くなるときの感度マップ５０ａの位置および回転角を特定し、コイルエレメント４０ａの中心位置を検出する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、コイルエレメントを有するコイルを用いて被検体をスキャンする磁気共鳴装置、および磁気共鳴装置に適用されるプログラムに関する。

被検体をスキャンするときに使用されるコイルエレメントの組合せを自動的に認識する技術が知られている（特許文献１参照）

特開２０１１−１５６０９６号公報

ＭＲ画像の画質は、撮影部位とコイルエレメントとの位置関係に依存する。したがって、オペレータにとって、コイルエレメントがどこに位置しているのかを知ることは、高品質のＭＲ画像を取得する上では、重要な情報である。

一方、コイルの位置をinteli touchと呼ばれる位置決めセンサーを用いて検出する方法があるが、この方法では、オペレータが位置決めセンサーを操作する必要があり、オペレータの作業負担が増えるという問題がある。

したがって、オペレータの作業負担をできるだけ増やさない方法で、コイルエレメントの位置を検出することが望まれている。

本発明の第１の観点は、コイルエレメントを有するコイルを用いて被検体をスキャンする磁気共鳴装置であって、
前記スキャンにより得られたデータに基づいて、前記コイルの第１の感度マップを作成する感度マップ作成手段と、
前記第１の感度マップと、前記コイルエレメントの位置情報が対応付けられた前記コイルエレメントの第２の感度マップとの相関を算出する相関算出手段であって、前記第１の感度マップに対して前記第２の感度マップの位置を相対的に変更し、前記第２の感度マップの位置ごとに、前記相関を算出する相関算出手段と、
前記相関と、前記第２の感度マップに対応付けられた前記コイルエレメントの位置情報とに基づいて、前記コイルエレメントの位置を検出する検出手段と、
を有する磁気共鳴装置である。

本発明の第２の観点は、前記相関算出手段が、前記第１の感度マップに対して、前記第２の感度マップの位置を、ＡＰ軸方向、ＳＩ軸方向、およびＲＬ方向に相対的に変更する、第１の観点に記載の磁気共鳴装置である。

本発明の第３の観点は、前記相関算出手段が、前記第１の感度マップに対して前記第２の感度マップの位置および角度を相対的に変更し、
前記検出手段は、前記相関と、前記第２の感度マップに対応付けられた前記コイルエレメントの位置情報とに基づいて、前記コイルエレメントの位置および角度を検出する、第１又は第２の観点に記載の磁気共鳴装置である。

本発明の第４の観点は、前記第２の感度マップには、互いに直交する第１の回転軸、第２の回転軸、および第３の回転軸が設定されており、
前記相関算出手段は、前記第１の回転軸、前記第２の回転軸、前記第３の回転軸を中心に前記第２の感度マップを回転させる、第３の観点に記載の磁気共鳴装置である。

本発明の第５の観点は、前記被検体の画像データと前記コイルエレメントの位置とを表示する表示部を有する、第１〜第４の観点のうちのいずれか一観点に記載の磁気共鳴装置である。

本発明の第６の観点は、前記表示部は、前記コイルエレメントの角度を表示する、第５の観点に記載の磁気共鳴装置である。

本発明の第７の観点は、前記コイルエレメントの位置情報は、前記コイルエレメントの中心位置を表している、第１〜第６の観点のうちのいずれか一観点に記載の磁気共鳴装置である。

本発明の第８の観点は、前記第２の感度マップは、ファントムをスキャンすることにより得られたデータに基づいて作成されている、第１〜第７のうちのいずれか一観点に記載の磁気共鳴装置である。

本発明の第９の観点は、コイルエレメントを有するコイルを用いて被検体をスキャンする磁気共鳴装置のプログラムであって、
前記スキャンにより得られたデータに基づいて、前記コイルの第１の感度マップを作成する感度マップ作成処理と、
前記第１の感度マップと、前記コイルエレメントの位置情報が対応付けられた前記コイルエレメントの第２の感度マップとの相関を算出する相関算出処理であって、前記第１の感度マップに対して前記第２の感度マップの位置を相対的に変更し、前記第２の感度マップの位置ごとに、前記相関を算出する相関算出処理と、
前記相関と、前記第２の感度マップに対応付けられた前記コイルエレメントの位置情報とに基づいて、前記コイルエレメントの位置を検出する検出処理と、
を計算機に実行させるためのプログラムである。

コイルエレメントの第２の感度マップにはコイルエレメントの位置情報が対応付けられているので、第１の感度マップと第２の感度マップとの相関を算出することにより、コイルエレメントの位置を検出することができる。

本発明の一形態の磁気共鳴装置の概略図である。 アレイコイル４０の構造を示す図である。 メモリ８４に記憶されている感度マップの作成方法の一例の説明図である。 メモリ８４に記憶された感度マップを概略的に示す図である。 コイルエレメント４０ａ〜４０ｄの位置および角度を検出コイルの位置を検出するときのフローを示す図である。 被検体１１にアレイコイル４０を取り付けたときの様子を概略的に示す図である。 設定されたランドマークＬＭの一例を示す図である。 撮影部位をボア２１に搬送させた後の様子を示す図である。 作成されたコイルエレメント４０ａ〜４０ｄの感度マップ６０ａ〜６０ｄを概略的に示す図である。 感度マップの相関を算出するときの説明図である。 相関が最も高くなるときの感度マップ５０ａの位置および回転角を概略的に示す図である。 コイルエレメントの表示の一例を示す図である。

以下、発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。

図１は、本発明の一形態の磁気共鳴装置の概略図である。
磁気共鳴装置（以下、「ＭＲ装置」と呼ぶ。ＭＲ：Magnetic Resonance）１００は、マグネット２、テーブル３、ポジショニングライト４、アレイコイル４０などを有している。

マグネット２は、被検体１１が収容されるボア２１と、超伝導コイル２２と、勾配コイル２３と、ＲＦコイル２４とを有している。超伝導コイル２２は静磁場を印加し、勾配コイル２３は勾配磁場を印加し、ＲＦコイル２４はＲＦパルスを送信する。尚、超伝導コイル２２の代わりに、永久磁石を用いてもよい。

マグネット２の前面には、ポジショニングライト４が設けられている。ポジショニングライト４は、被検体１１をボア２１に搬送するときの目印となるランドマークを設定する。

テーブル３は、被検体１１を支持するためのクレードル３ａを有している。クレードル３ａは、ボア２１内に移動できるように構成されている。クレードル３ａによって、被検体１１はボア２１に搬送される。

被検体１１の腹部にはアレイコイル４０が取り付けられている。アレイコイル４０の構造については、後述する。

ＭＲ装置１００は、更に、送信器５、勾配磁場電源６、受信器７、制御部８、メモリ８４、操作部９、および表示部１０などを有している。

送信器５はＲＦコイル２４に電流を供給し、勾配磁場電源６は勾配コイル２３に電流を供給する。

受信器７は、アレイコイル４０から受け取った信号に対して、検波などの信号処理を実行する。

制御部８は、表示部１０に必要な情報を伝送したり、受信器７から受け取ったデータに基づいて画像を再構成するなど、ＭＲ装置１００の各種の動作を実現するように、ＭＲ装置１００の各部の動作を制御する。制御部８は、例えばコンピュータ（computer）によって構成される。制御部８は、感度マップ作成手段８１、相関算出手段８２、検出手段８３などを有している。

感度マップ作成手段８１は、コイルエレメントの感度マップを作成する。
相関算出手段８２は、感度マップの相関を算出する。
検出手段８３は、コイルエレメントの位置を検出する。

制御部８は、感度マップ作成手段８１、相関算出手段８２、検出手段８３を構成する一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。

メモリ８４には、コイルエレメントの感度マップが記憶されている。メモリ８４に記憶されている感度マップについては後述する。

操作部９は、オペレータにより操作され、種々の情報を制御部８に入力する。表示部１０は種々の情報を表示する。

ＭＲ装置１００は、上記のように構成されている。次に、アレイコイル４０の構造について説明する（図２参照）。

図２は、アレイコイル４０の構造を示す図である。
アレイコイル４０は、被検体の撮影部位に取り付けられるコイルである。アレイコイル４０は、複数のコイルエレメント４０ａ〜４０ｄを有している。

被検体を撮影する場合は、撮影条件に応じて、アレイコイル４０が有するコイルエレメント４０ａ〜４０ｄの中から、スキャンに使用するコイルエレメントが選択される。

次に、メモリ８４に記憶されている感度マップの作成方法の一例について説明する。
図３は、メモリ８４に記憶されている感度マップの作成方法の一例の説明図である。
本形態では、アレイコイル４０をファントムＰＨに設置してファントムＰＨをスキャンし、アレイコイル４０でファントムＰＨのデータを収集する。このようにして収集されたデータを用いて、コイルエレメント４０ａ〜４０ｄの感度マップが作成される。図４に、作成された感度マップの一例を概略的に示す。メモリ８４には、コイルエレメント４０ａ〜４０ｄの感度マップ５０ａ〜５０ｄが記憶されている。尚、感度マップ５０ａ〜５０ｄには、ファントムＰＨをスキャンしたときのコイルエレメント４０ａ〜４０ｄのそれぞれの中心位置（ｘ_ａ，ｙ_ａ，ｚ_ａ）、（ｘ_ｂ，ｙ_ｂ，ｚ_ｂ）、（ｘ_ｃ，ｙ_ｃ，ｚ_ｃ）、および（ｘ_ｄ，ｙ_ｄ，ｚ_ｄ）を表す位置情報（図３参照）が対応付けられている。

本形態では、メモリ８４に記憶された感度マップ５０ａ〜５０ｄ（図４参照）を用いて、被検体に設置されたアレイコイル４０のコイルエレメント４０ａ〜４０ｄの位置および角度を検出している。以下に、コイルエレメント４０ａ〜４０ｄの位置および角度を検出する手順について説明する。

図５は、コイルエレメント４０ａ〜４０ｄの位置および角度を検出コイルの位置を検出するときのフローを示す図である。

ステップＳＴ１では、被検体１１をクレードル３ａに寝かせて、アレイコイル４０を取り付ける。図６に、被検体１１にアレイコイル４０を取り付けたときの様子を概略的に示す。本形態では、被検体１１の腹部を撮影するので、オペレータは被検体１１の腹部にアレイコイル４０を取り付ける。アレイコイル４０を取り付けた後、ステップＳＴ２に進む。

ステップＳＴ２では、オペレータは、ポジショニングライト４の光を用いて、被検体１１をボア２１に搬入するときの目印となるランドマークを設定する。図７に、設定されたランドマークＬＭの一例を示す。オペレータは被検体１１の腹部がポジショニングライト４の下に位置するまでクレードル３ａを移動させ、ランドマークＬＭを設定する。図７では、アレイコイル４０の所定の位置にランドマークＬＭが設定された例が示されている。

オペレータは、ランドマークＬＭを設定した後、被検体の腹部がボア２１に搬送されるように、クレードル３ａを移動させる。図８に、クレードル３ａを移動させた後の様子を示す。本形態では、ランドマークＬＭのＡＰ方向の位置が、勾配磁場の中心を表すアイソセンターＰのＡＰ方向の位置に一致するように、クレードル３ａを移動する。そして、ステップＳＴ３に進む。

ステップＳＴ３では、コイルエレメント４０ａ〜４０ｄの感度マップを求めるためのスキャンを実行する。感度マップ作成手段８１（図１参照）は、スキャンにより得られたデータに基づいて、コイルエレメント４０ａ〜４０ｄの各々の感度マップを作成する。図９に、作成されたコイルエレメント４０ａ〜４０ｄの感度マップ６０ａ〜６０ｄを概略的に示す。感度マップ６０ａ〜６０ｄを作成した後、ステップＳＴ４に進む。

ステップＳＴ４では、相関算出手段８２（図１参照）が、メモリ８４に記憶されているコイルエレメントの感度マップと、ステップＳＴ３のスキャンにより得られたコイルエレメントの感度マップとの相関を算出する（図１０参照）。

図１０は、感度マップの相関を算出するときの説明図である。
相関算出手段８２は、先ず、メモリ８４に記憶されているコイルエレメント４０ａの感度マップ５０ａと、ステップＳＴ３のスキャンにより得られたコイルエレメント４０ａの感度マップ６０ａとの相関を算出する。

具体的には、相関算出手段８２は、感度マップ５０ａをＡＰ軸方向、ＳＩ軸方向、ＲＬ軸方向に移動させるとともに、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸を中心に回転させながら、感度マップ５０ａと６０ｂとの相関を算出する。相関を算出する方法としては、例えばテンソルを用いる方法がある。

相関を算出した後、検出手段８３（図１参照）は、相関が最も高くなるときの感度マップ５０ａの位置および回転角を特定する。図１１に、相関が最も高くなるときの感度マップ５０ａの位置および回転角を概略的に示す。

感度マップ５０ａには、コイルエレメント４０ａの中心位置（ｘ_ａ，ｙ_ａ，ｚ_ａ）を表す位置情報が対応付けられている。したがって、相関が最も高くなるときの感度マップの位置および回転角を特定することにより、被検体１１に対するコイルエレメント４０ａの位置を知ることができる。本形態では、検出手段８３は、感度マップ５０ａに対応付けられたコイルエレメント４０ａの中心位置（ｘ_ａ，ｙ_ａ，ｚ_ａ）を、コイルエレメント４０ａの位置として検出する。

また、相関が最も高くなるときの感度マップ５０ａの回転角θ_ｘ、θ_ｙ、およびθ_ｚを、被検体１１に対するコイルエレメント４０ａの角度θ_ｘ、θ_ｙ、およびθ_ｚとして検出する。図１１では、検出された角度は、θ_ｘ＝θ_ｘ１、θ_ｙ＝θ_ｙ１、θ_ｚ＝θ_ｚ１である。

以下、同様に、他のコイルエレメント４０ｂ〜４０ｄについても、感度マップの相関を求め、相関が最も高くなるときの感度マップの位置および回転角から、コイルエレメント４０ｂ〜４０ｄの位置および角度を求める。したがって、スキャンを実行したときのコイルエレメント４０ａ〜４０ｄの位置および角度を求めることができる。コイルエレメントの位置および角度を求めた後、ステップＳＴ５に進む。

ステップＳＴ５では、コイルエレメントを表示する（図１２参照）。
図１２は、コイルエレメントの表示の一例を示す図である。
表示画面には、以下の４つの断面が表示される。
（１）ａ１−ａ１断面
被検体とコイルエレメント４０ａおよび４０ｂとを横切る断面。
（２）ａ２−ａ２断面
被検体とコイルエレメント４０ｃおよび４０ｄとを横切る断面。
（３）ｂ１−ｂ１断面
被検体とコイルエレメント４０ａおよび４０ｃとを横切る断面。
（４）ｂ２−ｂ２断面
被検体とコイルエレメント４０ｂおよび４０ｄとを横切る断面。

制御部８は、ステップＳＴ４で得られたコイルエレメントの位置および角度の情報と、コイルエレメントのサイズおよび形状の情報に基づいて、各コイルエレメントを表示する。コイルエレメントのサイズおよび形状の情報は、制御部８に予め記憶されている。したがって、図１２に示すように、コイルエレメント４０ａ〜４０ｄを表示することができる。

オペレータは表示画面を見ることにより、被検体に対するコイルエレメント４０ａ〜４０ｄの位置および角度を確認することができる。したがって、オペレータは、被検体を撮影するときにどのコイルエレメントを使用するのが妥当であるかを視覚的に判断することができる。

尚、本形態では、コイルエレメントの感度マップに対して、コイルエレメントの中心位置を対応付けている（図４参照）。しかし、コイルエレメントの位置を十分な精度で検出することができるのであれば、例えば、コイルエレメントの中心位置からずれた位置（例えば、コイルエレメントの外側の位置）を対応付けてもよい。

２ マグネット
３ テーブル
３ａ クレードル
４ ポジショニングライト
５ 送信器
６ 勾配磁場電源
７ 受信器
８ 制御部
９ 操作部
１０ 表示部
１１ 被検体
２１ ボア
２２ 超伝導コイル
２３ 勾配コイル
２４ ＲＦコイル
４０ アレイコイル
８１ 感度マップ作成手段
８２ 相関算出手段
８３ 検出手段
８４ メモリ
１００ ＭＲ装置

Claims (9)

1. コイルエレメントを有するコイルを用いて被検体をスキャンする磁気共鳴装置であって、
   前記スキャンにより得られたデータに基づいて、前記コイルの第１の感度マップを作成する感度マップ作成手段と、
   前記第１の感度マップと、前記コイルエレメントの位置情報が対応付けられた前記コイルエレメントの第２の感度マップとの相関を算出する相関算出手段であって、前記第１の感度マップに対して前記第２の感度マップの位置を相対的に変更し、前記第２の感度マップの位置ごとに、前記相関を算出する相関算出手段と、
   前記相関と、前記第２の感度マップに対応付けられた前記コイルエレメントの位置情報とに基づいて、前記コイルエレメントの位置を検出する検出手段と、
   を有する磁気共鳴装置。
2. 前記相関算出手段は、
   前記第１の感度マップに対して、前記第２の感度マップの位置を、ＡＰ軸方向、ＳＩ軸方向、およびＲＬ方向に相対的に変更する、請求項１に記載の磁気共鳴装置。
3. 前記相関算出手段は、
   前記第１の感度マップに対して前記第２の感度マップの位置および角度を相対的に変更し、
   前記検出手段は、
   前記相関と、前記第２の感度マップに対応付けられた前記コイルエレメントの位置情報とに基づいて、前記コイルエレメントの位置および角度を検出する、請求項１又は２に記載の磁気共鳴装置。
4. 前記第２の感度マップには、互いに直交する第１の回転軸、第２の回転軸、および第３の回転軸が設定されており、
   前記相関算出手段は、
   前記第１の回転軸、前記第２の回転軸、前記第３の回転軸を中心に前記第２の感度マップを回転させる、請求項３に記載の磁気共鳴装置。
5. 前記被検体の画像データと前記コイルエレメントの位置とを表示する表示部を有する、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
6. 前記表示部は、前記コイルエレメントの角度を表示する、請求項５に記載の磁気共鳴装置。
7. 前記コイルエレメントの位置情報は、前記コイルエレメントの中心位置を表している、請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
8. 前記第２の感度マップは、ファントムをスキャンすることにより得られたデータに基づいて作成されている、請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
9. コイルエレメントを有するコイルを用いて被検体をスキャンする磁気共鳴装置のプログラムであって、
   前記スキャンにより得られたデータに基づいて、前記コイルの第１の感度マップを作成する感度マップ作成処理と、
   前記第１の感度マップと、前記コイルエレメントの位置情報が対応付けられた前記コイルエレメントの第２の感度マップとの相関を算出する相関算出処理であって、前記第１の感度マップに対して前記第２の感度マップの位置を相対的に変更し、前記第２の感度マップの位置ごとに、前記相関を算出する相関算出処理と、
   前記相関と、前記第２の感度マップに対応付けられた前記コイルエレメントの位置情報とに基づいて、前記コイルエレメントの位置を検出する検出処理と、
   を計算機に実行させるためのプログラム。