JP2017046796A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】傾斜磁場の非線形性に起因するアーティファクトの発生を回避または抑制することができる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、複数のコイル要素２００を具備するＲＦコイル２０と、撮像条件に基づいて、被検体の撮像領域外の信号の混入によるアーティファクトの発生リスクを判定する判定部と、判定部の判定結果に応じて、複数のコイル要素の中から撮像に用いるコイル要素を選択する選択部とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。

磁気共鳴イメージング装置は、静磁場中に置かれた患者の原子核スピンをラーモア周波数の高周波（ＲＦ：Radio Frequency）信号で励起し、励起に伴って被検体から発生する磁気共鳴信号を再構成して画像を生成する撮像装置である。

磁気共鳴イメージング装置で撮像した画像には、アーティファクトと呼ばれる偽像が混入することがある。磁気共鳴イメージング装置のアーティファクトは、装置の不完全性に起因して発生するもの、撮像パラメータの不適切な設定よって発生するもの、被検体の体動に起因して発生するものなど、種々の要因で発生する。

磁気共鳴イメージング装置では、これら各種のアーティファクトを除去、或いは低減するための種々の方策が従来からとられている。

これら各種のアーティファクトの中には、傾斜磁場の非線形に起因して発生するものがある。

特開２０００−８３９２３号公報 特開平１０−２９０７９３号公報

本発明が解決しようとする課題は、傾斜磁場の非線形性に起因するアーティファクトの発生を回避または抑制することができる磁気共鳴イメージング装置を提供することである。

本実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、複数のコイル要素を具備するＲＦコイルと、撮像条件に基づいて、被検体の撮像領域外の信号の混入によるアーティファクトの発生リスクを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に応じて、前記複数のコイル要素の中から撮像に用いるコイル要素を選択する選択部と、を備える。

第１の実施形態の磁気共鳴イメージング装置の全体構成例を示す構成図。 ボディコイルとして構成されたＲＦコイルを例示する図。 スパインコイルとして構成されたＲＦコイルを例示する図。 アネファクトの発生メカニズムを説明する図。 第１の実施形態の磁気共鳴イメージング装置の構成例を示すブロック図。 第１の実施形態の磁気共鳴イメージング装置の処理例を示すフローチャート。 第１の実施形態の磁気共鳴イメージング装置の動作概念を説明する図。 第２の実施形態の磁気共鳴イメージング装置の処理例を示すフローチャート。 第２の実施形態の磁気共鳴イメージング装置の動作概念を説明する図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の全体構成を示すブロック図である。磁気共鳴イメージング装置１は、磁石架台１００、寝台５００、制御キャビネット３００、コンソール４００、及びＲＦ（Radio Frequency）コイル２０を備える。

磁石架台１００は、静磁場磁石１０、傾斜磁場コイル１１、及びＷＢ（Whole Body）コイル１２を有しており、これらの構成品は円筒状の筐体に収納されている。寝台５００は、寝台本体５０と天板５１を有している。

制御キャビネット３００は、静磁場用電源３０、傾斜磁場電源３１（Ｘ軸用３１ｘ、Ｙ軸用３１ｙ、Ｚ軸用３１ｚ）、コイル選択回路３６、ＲＦ受信器３２、ＲＦ送信器３３、及びシーケンスコントローラ３４を備えている。

コンソール４００は、処理回路４０、記憶回路４１、入力デバイス４２、及びディスプレイ４３を備えている。コンソール４００は、ホスト計算機として機能する。

磁石架台１００の静磁場磁石１０は、概略円筒形状をなしており、被検体、例えば患者、が搬送されるボア内に静磁場を発生させる。ボアとは、磁石架台１００の円筒内部の空間のことである。静磁場磁石１０は超電導コイルを内蔵し、液体ヘリウムによって超電導コイルが極低温に冷却されている。静磁場磁石１０は、励磁モードにおいて静磁場用電源３０から供給される電流を超電導コイルに印加することで静磁場を発生する。その後、永久電流モードに移行すると、静磁場用電源３０は切り離される。一旦永久電流モードに移行すると、静磁場磁石１０は長時間、例えば１年以上に亘って、大きな静磁場を発生し続ける。被検体の胸部にある黒丸は、磁場中心を示している。

傾斜磁場コイル１１も概略円筒形状をなし、静磁場磁石１０の内側に固定されている。この傾斜磁場コイル１１は、傾斜磁場電源（３１ｘ、３１ｙ、３１ｚ）から供給される電流によりＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の方向に傾斜磁場を被検体に印加する。

寝台５００の寝台本体５０は天板５１を上下方向及び水平方向に移動することができる。撮像前に天板５１に載置された被検体を所定の高さまで移動させる。その後、撮影時には天板５１を水平方向に移動させて被検体をボア内に移動させる。

ＷＢコイル１２は全身用コイルとも呼ばれ、傾斜磁場コイル１１の内側に被検体を取り囲むように概略円筒形状に固定されている。ＷＢコイル１２は、ＲＦ送信器３３から伝送されるＲＦパルスを被検体に向けて送信する一方、また、水素原子核の励起によって被検体から放出される磁気共鳴信号、即ちＭＲ（Magnetic Resonance）信号を受信する。

磁気共鳴イメージング装置１は、ＷＢコイル１２の他、図１に示すようにＲＦコイル２０を備える。ＲＦコイル２０は、被検体の体表面に近接して載置されるコイルである。ＲＦコイル２０は、後述するように複数のコイル要素を備えている。これら複数のコイル要素は、ＲＦコイル２０の内部でアレイ状に配列されるため、ＰＡＣ（Phased Array Coil）と呼ばれることもある。ＲＦコイル２０には幾つかの種別がある。例えば、ＲＦコイル２０として、図１に示すように被検体の胸部や腹部、或いは脚部に設置されるボディコイル（Body Coil）や、被検体の背側に設置されるスパインコイル（Spine Coil）といった種別がある。この他、ＲＦコイル２０として、被検体の頭部を撮像するための頭部コイル（Head Coil）や、足を撮像するためのフットコイル（Foot Coil）といった種別もある。また、ＲＦコイル２０として、手首を撮像するためのリストコイル（Wrist Coil）、膝を撮像するためのニーコイル（Knee Coil）、肩を撮像するためのショルダーコイル（Shoulder Coil）といった種別もある。ＲＦコイル２０の多くは受信専用のコイルであるが、頭部コイルの中には、送信と受信を双方行う種別のものもある。ＲＦコイル２０はケーブルを介して天板５１と着脱可能に構成されている。

ＲＦ送信器３３は、シーケンスコントローラ３４からの指示に基づいてＲＦパルスを生成する。生成したＲＦパルスはＷＢコイル１２に伝送され、被検体に印加される。ＲＦパルスの印加によって被検体からＭＲ信号が発生する。このＭＲ信号をＲＦコイル２０又はＷＢコイル１１が受信する。

ＲＦコイル２０で受信したＭＲ信号、より具体的には、ＲＦコイル２０内の各コイル要素で受信したＭＲ信号は、天板５１及び寝台本体５０に設けられたケーブルを介してコイル選択回路３６に伝送される。各コイル要素の出力経路や、ＷＢコイル１２の出力経路はチャネルと呼ばれる。このため、各コイル要素やＷＢコイル１２から出力される夫々のＭＲ信号をチャネル信号と呼ぶこともある。ＷＢコイル１２で受信したチャネル信号もコイル選択回路３６に伝送される。

コイル選択回路３６は、ＲＦコイル２０から出力されるチャネル信号、或いはＷＢコイルから出力されるチャネル信号を、シーケンスコントローラ３４或いはコンソール４００から出力される制御信号に応じて選択する。

選択されたチャネル信号はＲＦ受信器３２に出力される。ＲＦ受信器３２は、チャネル信号、即ちＭＲ信号をＡＤ（Analog to Digital）変換して、シーケンスコントローラ３４に出力する。デジタルに変化されたＭＲ信号は、生データ（Raw Data）と呼ばれることもある。なお、ＡＤ変換は、ＲＦコイル２０の内部やコイル選択回路３６で行ってもよい。

シーケンスコントローラ３４は、コンソール４００による制御のもと、傾斜磁場電源３１、ＲＦ送信器３３及びＲＦ受信器３２をそれぞれ駆動することによって被検体のスキャンを行う。スキャンによってＲＦ受信器３２から生データを受信すると、シーケンスコントローラ３４は、その生データをコンソール４００に送信する。

シーケンスコントローラ３４は、処理回路（図示を省略）を具備している。この処理回路は、例えば所定のプログラムを実行するプロセッサや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアで構成される。

コンソール４００は、記憶回路４１、入力デバイス４３、ディスプレイ４２、及び処理回路４０を備える。記憶回路４１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）の他、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や光ディスク装置等の外部記憶装置を含む記憶媒体である。記憶回路４１は、各種の情報やデータを記憶する他、処理回路４０が具備するプロセッサが実行する各種のプログラムを記憶する。

入力デバイス４３は、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、タッチパネル等であり、各種の情報やデータを操作者が入力するための種々のデバイスを含む。ディスプレイ４２は、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬパネル等の表示デバイスである。

処理回路４０は、例えば、ＣＰＵや、専用又は汎用のプロセッサを備える回路である。プロセッサは、記憶回路４１に記憶した各種のプログラムを実行することによって、後述する各種の機能を実現する。処理回路４０は、ＦＰＧＡやＡＳＩＣ等のハードウェアで構成してもよい。これらのハードウェアによっても後述する各種の機能を実現することができる。また、処理回路４０は、プロセッサとプリグラムによるソフトウェア処理と、ハードウェア処理とを組わせて、各種の機能を実現することもできる。

図２は、ボディコイルとして構成されたＲＦコイル２０を例示する図である。ボディコイルとしてのＲＦコイル２０は、図１及び図２（ａ）に示すように、例えば、被検体の胸部領域をカバーするように設置されるが、被検体の腹部領域や脚部領域をカバーするように設置することもできる。或いは、２つ又は３つのボディコイルを、被検体の頭足方向に並べて配置することもできる。

ボディコイルとしてのＲＦコイル２０は、図２（ｂ）に示すように、複数のコイル要素２００、即ち、複数のループコイルを具備している。コイル要素２００は、例えば、被検体の頭足方向、即ちＺ方向と、被検体の左右方向、即ちＸ方向に、面アレイ状に配列されている。

図２（ａ）、（ｂ）に示す例では、コイル要素２００は、被検体の頭足方向に４列、また、被検体の左右方向に４列配列されている。したがって、図２（ａ）、（ｂ）に例示するＲＦコイル２０は、１６個のコイル要素を有している。

これら複数のコイル要素２００は、頭足方向の配列単位に分割することができる。この配列単位を、コイルセクション、或いは単にセクションと呼ぶものとする。１つのコイルセクションは、被検体の左右方向に配列された複数のコイル要素２００を有する。

図２（ａ）、（ｂ）に例示するＲＦコイル２０は、頭足方向に配列された４つのコイルセクション、即ち、コイルセクションＡ、コイルセクションＢ、コイルセクションＣ、及びコイルセクションＤを有している。また、各コイルセクションは、被検体の左右方向に配列された４つのコイル要素２００を、それぞれ具備している。

一方、図３は、スパインコイルとして構成されたＲＦコイル２０を例示する図である。スパインコイルとしてのＲＦコイル２０は、図１及び図３（ａ）に示すように、被検体の背中と天板５１との間に設置される。

スパインコイルとしてのＲＦコイル２０も、図３（ｂ）に示すように、複数のコイル要素２００、即ち、複数のループコイルを具備している。コイル要素２００は、例えば、被検体の頭足方向、即ちＺ方向と、被検体の左右方向、即ちＸ方向に、面アレイ状に配列されている。図３（ａ）、（ｂ）に示す例では、コイル要素２００は、被検体の頭足方向に８列、また、被検体の左右方向に４列配列されている。したがって、図３（ａ）、（ｂ）に例示するＲＦコイル２０は、合計３２個のコイル要素を有している。なお、図２（ａ）、（ｂ）に示したボディコイルとしてのＲＦコイル２０では、全て同じ大きさのコイル要素２００が配列されている。これに対して、図３（ａ）、（ｂ）に示したスパインコイルとしてのＲＦコイル２０では、被検体の左右方向の中央２列のコイル要素２００は、外側２列の要素コイル２００よりも小さな形状となっている。

スパインコイルとしてのＲＦコイル２０も、複数のコイル要素２００が、頭足方向の配列単位、即ち、コイルセクションに分割されている。図３（ａ）、（ｂ）に示す例では、３２個のコイル要素２００が、コイルセクションＡからコイルセクションＨまでの８つのコイルセクションに分割されている。

実施形態の磁気共鳴イメージング装置１では、傾斜磁場の非線形性に起因するアーティファクトの発生を回避または抑制するために、ＲＦコイル２０が具備する複数のコイル要素２００の中から、撮像に用いるコイル要素２００を選択するという手法をとる。このとき、コイル要素２００の選択の単位は、個々の要素コイル２００の単位でもよいし、前述したコイルセクションの単位でもよい。以下では、要素コイル２００の選択の単位がコイルセクションの単位で選択するケースを例として説明する。

実施形態の磁気共鳴イメージング装置１の動作について説明する前に、実施形態の磁気共鳴イメージング装置１が対象とするアネファクト（annefact）と呼ばれるアーティファクトについて説明する。

アネファクトは、傾斜磁場の非線形性に起因して、より正確には、静磁場と傾斜磁場とが重ね合わせられた合成磁場の非線形性に起因して、撮像領域、即ち、ＦＯＶ（Field of View）の外側の領域の信号が、ＦＯＶ内に混入することで発生するアーティファクトである。このアーティファクトは、アネファクトという呼称の他に、アネファクトアーチファクト（annefact artifact）、カスプアーティファクト（cusp artifact）、フォールドオーバアーティファクト（fold-over artifact）、フェザーアーティファクト（feather artifact）、周辺信号アーティファクト（peripheral signal artifact）等の名称で呼ばれることがあるが、いずれも同じ発生メカニズムのアーティファクトである。以下では、アネファクトという用語で統一して説明する。

図４は、アネファクトの発生メカニズムを、より具体的に説明する図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、Ｚ方向のスライス厚ΔＺを小さく設定した状態を示している。今、励起パルスの周波数帯域をΔｆexとし、Ｚ方向の傾斜磁場の強度をＧzとすると、スライス厚ΔＺは、次の（式１）で表される。

ΔＺ＝（（２π）／γ）・（（Δｆex）／Ｇz） （式１）

ここで、γは、磁気回転比（magnetogyric ration）と呼ばれる定数である。（式１）からわかるように、スライス厚ΔＺは、傾斜磁場の強度をＧzに反比例する。したがって、スライス厚ΔＺを小さくするためには、傾斜磁場の強度Ｇzを大きく設定する必要がある。図４（ｂ）は、大きな傾斜磁場強度Ｇzに対応して、線形領域、即ち、磁場中心近傍におけるＺ方向の傾斜磁場の傾きが大きいことを示している。

一方、図４（ｃ）、（ｄ）は、Ｚ方向のスライス厚ΔＺを大きく設定した状態を示している。スライス厚ΔＺを大きくするためには、傾斜磁場強度Ｇzを小さく設定する必要がある。図４（ｄ）は、小さな傾斜磁場の強度Ｇzに対応して、線形領域、即ち、磁場中心近傍におけるＺ方向の傾斜磁場の傾きが小さいことを示している。

磁場Ｂは、磁場中心近傍の所定の範囲では、Ｂ（Ｚ）＝Ｂ０＋Ｇz＊Ｚ、となり、磁場中心からの距離Ｚに比例して変化する線形性を示す。ここで、Ｂ０は静磁場の大きさである。

しかしながら、磁場中心から大きく離れた領域では、傾斜磁場も静磁場も非線形な特性を示す。例えば、図４（ｂ）、（ｄ）に示すように、磁場中心から所定の範囲内では正の傾きをもっていた傾斜磁場が、磁場中心から所定の範囲外では負の傾き、或いは非線形性をもつようになる。また、図４（ａ）、（ｃ）に示すように、磁場中心から所定の範囲内では一定であった静磁場が、磁場中心から所定の範囲外では減少し、非線形性をもつようになる。今、線形領域内に設定されるＦＯＶのＺ方向の位置をＺｆとし、ＦＯＶ外の非線形領域のＺ方向の位置をＺｒとする。そして、非線形領域における磁場の大きさを、非線形関数Ｆ（Ｚ）で表示するものとする。そうすると、線形領域の磁場Ｂ（Ｚｆ）と、非線形領域の磁場Ｂ（Ｚｒ）は、夫々次の（式２）、（式３）で表すことができる。

Ｂ（Ｚｆ）＝Ｂ０＋Ｇz＊Ｚｆ （線形領域） （式２）

Ｂ（Ｚｒ）＝Ｆ（Ｚｒ） （非線形領域） （式３）

ここで、磁気共鳴周波数、即ち、ＭＲ信号の周波数ｆは、ｆ＝（１／２π）・γ・Ｂ、であることから、線形領域の磁場Ｂ（Ｚｆ）の範囲と非線形領域の磁場Ｂ（Ｚｒ）の範囲とが一致或いは一部重複すると、線形領域からのＭＲ信号の周波数の範囲と、非線形領域からのＭＲ信号の周波数の範囲は、一致或いは一部重複することになる。

この場合、撮像領域、即ちＦＯＶを線形領域内に設定したとしても、ＦＯＶから離れた位置にある非線形領域の信号が、ＦＯＶ内の信号と同じ周波数をもつＭＲ信号として、ＦＯＶに混入する恐れが生じる。このようなメカニズムによって、ＦＯＶ外の領域からＦＯＶ内に混入するアーティファクトが、アネファクトと呼ばれるアーティファクトである。このように、アネファクトの原因となりうる信号源はＦＯＶ外に存在する。ＦＯＶ外において、アネファクトの原因となりうる信号源の存在領域を、以下、リスク領域と呼ぶものとする。

図４（ｃ）では、リスク領域の範囲を斜線のハッチングで模式的に示している。ＦＯＶ内の位置Ｚｆとその範囲、及び、非線形関数Ｆ（Ｚ）が与えられれば、ＦＯＶ内の位置ＺｆからのＭＲ信号の周波数と同じ周波数をもつ、ＦＯＶ外の信号源の位置Ｚｒとその範囲、即ち、リスク領域を、次の（式４）から求めることができる。

Ｂ０＋Ｇz＊Ｚｆ＝Ｆ（Ｚｒ） （式４）

上記のアネファクト発生のメカニズムからわかるように、スライス厚が厚い、即ち、傾斜磁場の傾斜が緩いと、ＦＯＶであるスライス内の磁場の範囲と、非線形領域であるＦＯＶ外の領域の磁場の範囲とが重複する可能性が高くなる。つまり、ＦＯＶ外にリスク領域が存在する可能性が高くなる。言い換えると、図４（ｃ）、（ｄ）のようにスライス厚が厚いと、アネファクトの発生リスクが大きくなり、逆に、図４（ａ）、（ｂ）のように、スライス厚が薄いと、アネファクトの発生リスクは小さくなる。

図５は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の構成の詳細を示すブロック図である。図６は、磁気共鳴イメージング装置１の処理例を示すフローチャートである。また、図７は、第１の実施形態の磁気共鳴イメージング装置１の動作概念を説明する図である。以下、図５乃至図７を用いて、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の、より具体的な動作について説明する。

図５の左上段に示すＲＦコイル２０は、前述したように、複数のコイル要素２００を有しており、これらのコイル要素２００は、複数のコイルセクションに分割されてグループ化されている。コイル要素２００の数や、コイルセクションの数は特に限定するものではないが、例えば、図２で例示したように、ＲＦコイル２０は、例えば、４つのコイルセクション（コイルセクションＡからコイルセクションＤ）を有している。

ＲＦコイル２０からは、それぞれのコイル要素２００から、受信したＭＲ信号が出力され、コイル選択回路３６を経由しＲＦ受信器３２に出力される。ＲＦ受信器３２では、コイル選択回路３６で選択された各ＭＲ信号をデジタル信号に変換し、シーケンスコントローラ３４に出力する。シーケンスコントローラ３４は、デジタルに変換されたＭＲ信号をコンソール４００に伝送する。

コンソール４００は、前述したように、処理回路４０、記憶回路４１、ディスプレイ４２、及び入力デバイス４３を有している。

処理回路４０は、撮像条件設定機能４０１、アネファクト発生リスク判定機能４０２、コイル選択機能４０３、再構成機能４０４、コイル検出機能４０５、コイル暫定選択機能４０６、及び表示制御機能４０７を有している。これらの各機能は、例えば、処理回路４０が具備するプロセッサが、記憶回路４１に記憶される所定のプログラムを実行することによって実現される。上記の各機能について、図６のフローチャートにしたがって説明する。

ステップＳＴ１００とステップＳＴ１０１は、コイル選択機能４０３に対応するステップである。コイル選択機能４０３は、ＣＤＳ（Coil Detection Scan）と呼ばれるスキャンを実行する。このスキャンは、被検体に載置されているＲＦコイル２０の位置、より具体的には、磁場中心に対するＲＦコイル２０内の、各コイルセクションのＺ方向の位置を算出するために行われる。ＣＤＳは、例えば、１次元のＦＥ（Field Echo）法によるプロトコルで被検体を撮像する。そして、各コイルセクションからのＭＲ信号を、１次元（Ｚ方向）のフーリエ変換で再構成した信号強度のピーク値に基づいて、磁場中心に対する各コイルセクションのＺ方向の位置を算出する。そして、算出した各コイルセクションのＺ方向の位置を、記憶回路４１に保存する。なお、１次元（Ｚ方向）のフーリエ変換は、再構成機能４０４によって行われる。

ステップＳＴ１０２は、コイル暫定選択機能４０６に対応するステップである。コイル暫定選択機能４０６は、ＲＦコイル２０が具備する複数のコイルセクション、或いは複数のコイル要素２００の中から、所定数のコイル要素２００、或いは所定数のコイルセクションを磁場中心の位置に基づいて暫定的に選択する。例えば、図７（ａ）に示すように、ＲＦコイル２０が具備する４つのコイルセクションＡ〜Ｄの中から、磁場中心に近い３つのコイルセクションＡ、Ｂ、Ｃを暫定的に選択する。そして、選択結果を、コイル選択回路３６に出力する。図７（ａ）では、コイルセクションＡとコイルセクションＤが、磁場中心に対してほぼ同じ位置にあるが、前述したＣＤＳの結果、コイルセクションＡの信号強度がコイルセクションＤの信号強度よりも大きいことがあり、そのような場合には、コイルセクションＤが非選択となり、コイルセクションＡ、Ｂ、Ｃが暫定的に選択されることになる。

ステップＳＴ１０３は、撮像条件設定機能４０１に対応するステップである。撮像条件設定機能４０１は、入力デバイス４３を介して操作者が入力した情報やデータに基づいて、各種の撮像条件を設定する。設定する撮像条件は、パルスシーケンス、即ち、プロトコルの種別や、ＦＯＶの位置や大きさに関する情報、解像度に関する情報を含む。ＦＯＶの大きさは、励起するスライス厚に関する情報を含む。撮像条件には、腹部、胸部、脊椎、頭部、足首、手首等の撮像部位（解剖学的撮像部位）に関する情報が含まれる。また、撮像条件には、ボディコイル、スパインコイル、ヘッドコイル、フットコイル、リストコイルなどの、ＲＦコイル２０のコイル種別に関する情報を含む。

ステップＳＴ１０４は、アネファクト発生リスク判定機能４０２に対応するステップである。アネファクト発生リスク判定機能４０２は、撮像条件に基づいて、被検体の撮像領域外の信号の混入によるアーティファクト、即ちアネファクトの発生リスクを判定する。ここで、アネファクトの発生リスクの判定には、上記撮像条件のうち、スライス厚、撮像部位及びコイル種別の少なくとも１つを含む。

例えば、アネファクト発生リスク判定機能４０２は、スライス厚が所定値よりも厚いときに、アネファクトの発生リスクがあると判定する。図４で説明したアネファクト発生のメカニズムで説明したように、スライス厚が厚い、即ち、傾斜磁場の傾斜が緩いと、リスク領域が存在する可能性が高くなり、アネファクトの発生リスクが高くなると考えられからである。アネファクトの発生リスクがあると判定した場合、ステップＳＴ１０５へ進む。逆に、スライス厚が所定値よりも薄いときには、アネファクトの発生リスクが少ないと判定し、ステップＳＴ１０９に進み、撮像を開始する。

一方、図４（ｃ）から理解できるように、リスク領域が存在したとしても、そのリスク領域に対してＲＦコイル２０が感度を持たなければ、リスク領域からのＭＲ信号は受信されないため、アネファクトは発生しない。

そこで、例えば、アネファクト発生リスク判定機能４０２は、撮像部位の頭足方向の長さが所定値よりも長いとき、アネファクトの発生リスクがあると判定する。撮像部位の頭足方向の長さが所定値よりも長い場合とは、例えば、撮像部位が、脊椎、腹部、胸部、脚部等の場合である。これらの頭足方向に長い部位を撮像する場合には、これらの撮像部位をカバーするために、頭足方向に広い感度範囲をもつＲＦコイル２０が使用される。このため、ＲＦコイル２０が、ＦＯＶだけでなく、ＦＯＶに隣接するリスク領域に対しても、感度をもつ可能性が高くなる。そこで、撮像部位の頭足方向の長さが所定値よりも長い場合ときには、アネファクトの発生リスクがあると判定し、ステップＳＴ１０５へ進む。逆に、撮像部位の頭足方向の長さが所定値よりも短い場合には、例えば、撮像部位が頭部、足首、手首のような場合には、アネファクトの発生リスクが少ないと判定し、ステップＳＴ１０９へ進み、撮像を開始する。

リスク領域に対してＲＦコイル２０が感度をもつか否かは、ＲＦコイル２０のコイル種別に基づいて判定することもできる。例えば、コイル種別が、スパインコイルやボディコイルの場合には、ＲＦコイル２０の感度が頭足方向の広い範囲をカバーするため、アネファクトの発生リスクがあると判定し、ステップＳＴ１０５に進む。逆に、コイル種別が、ヘッドコイル、フットコイル、リストコイルのように頭足方向の限定された範囲のみをカバーする種別の場合には、アネファクトの発生リスクが少ないと判定し、ステップＳＴ１０９へ進み、撮像を開始する。

アネファクトの発生リスクは、スライス厚、撮像部位、及びコイル種別をそれぞれ別個に用いて判定してもよいが、これらを組み合わせて判定してもよい。

アネファクトの発生リスクが有ると判定された場合、アネファクト発生リスク判定機能４０２は、さらに、ステップＳＴ１０４において、撮像条件に対応する傾斜磁場の傾きと非線形性とを用いて、撮像領域（ＦＯＶ）内の磁気共鳴周波数と、撮像領域（ＦＯＶ）外の磁気共鳴周波数が重複するか否かを判定する。例えば（式２）から算出されるＢ（Ｚｆ）に対応する磁気共鳴周波数の範囲と、（式３）から算出されるＢ（Ｚｒ）に対応する磁気共鳴周波数の範囲とを比較することで、撮像領域（ＦＯＶ）内の磁気共鳴周波数と、撮像領域（ＦＯＶ）外の磁気共鳴周波数が重複するか否かを判定することができる。重複する場合には、ＦＯＶ外にリスク領域が存在する、即ち、アネファクトの発生リスクがあると判定する。なお、（式２）におけるＢ０やＧzの値、（式３）における非線形関数Ｆ（Ｚ）の形状は、これらの値や形状を事前に計測して記憶回路４１に保存しておき、ステップＳＴ１０４の実行時に記憶回路４１を参照すればよい。

次のステップＳＴ１０５、ステップＳＴ１０６も、アネファクト発生リスク判定機能４０２に対応するステップである。ステップＳＴ１０４で、アネファクトの発生リスクが有り、リスク領域が存在すると判定されると、ネファクト発生リスク判定機能４０２は、ステップＳＴ１０５において、そのリスク領域の位置や範囲を特定する。具体的には、前述した（式４）から、ＦＯＶ外のアネファクト源の位置Ｚｒとその範囲を求め、この位置及び範囲を、リスク領域として特定することができる。

さらに、ステップＳＴ１０６にて、アネファクト発生リスク判定機能４０２は、暫定的に選択しているコイル要素２００或いはコイルセクションと、特定したリスク領域とが重複するか否かを判定する。ここで、コイル要素２００或いはコイルセクションと、リスク領域とが重複するとは、コイル要素２００或いはコイルセクションがカバーする範囲、例えばＺ方向の範囲が、リスク領域の範囲と重複するという意味である。そして、重複している場合は、重複しているコイル要素２００、またはコイルセクションを特定する。図７（ａ）は、暫定的に選択したコイルセクションＡと、リスク領域とが重複している例を示している。

ステップＳＴ１０７は、表示制御機能４０７に対応するステップである。表示制御機能４０７は、例えば、「現在の撮像条件では、アネファクト発生の可能性があります」等のアラーム表示をディスプレイ４２に表示させる。上記のアラーム表示は、ステップＳＴ１０４の直後、或いはステップＳＴ１０５の直後に行ってもよい。

ステップＳＴ１０８は、コイル選択機能４０３に対応するステップである。コイル選択機能４０３は、ステップＳＴ１０６で特定された、リスク領域と重複するコイル要素２００またはコイルセクションを非選択とする。例えば、図７（ａ）に例示するように、コイルセクションＡがリスク領域と重複すると判定された場合には、コイルセクションＡからのＭＲ信号を非選択とするための制御信号を、コイル選択回路３６に対して送信する。これに換えて、コイルセクションＡからのＭＲ信号を用いて再構成処理を行わないように、再構成機能４０４に対して指示信号を与えてもよい。この結果、図７（ｂ）に示すように、コイルセクションＡは非選択となり、ＦＯＶ外のリスク領域からのアーティファクトの混入、即ちアネファクトの発生を回避、或いは抑制することができる。

なお、ステップＳＴ１０８の実行の後、表示制御機能４０７は、例えば、「アネファクト発生の可能性があるため、コイルセクションＡを非選択にしました」等のアラーム表示をディスプレイ４２に表示させてもよい。
その後、ステップＳＴ１０９にて、撮像を開始する。

以上説明してきたように、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１によれば、アネファクト発生のリスクを、撮像条件に基づいて判定することができる。また、アネファクト発生源の領域であるリスク領域を特定し、このリスク領域と重複するコイル要素２００、或いはコイルセクションを非選択とすることにより、アネファクトの発生を回避、或いは抑制することができる。

また、撮像条件に基づくアネファクト発生のリスク判定や、コイル要素２００或いはコイルセクションを判定結果に基づいて非選択とする処理は、処理回路４０によって自動的に行われるため、ユーザに操作負担を強いることがない。

また、操作者の中には、アネファクトの存在自体、或いは、アネファクトの発生メカニズムを認知していない者もいるが、そのような操作者であっても、アネファクトを特に意識させることなく、アネファクトの発生を回避、或いは抑制することができる。

また、アネファクト発生の原因となるコイル要素やコイルセクションが非選択となるため、再構成の対象となるデータサイズも小さくなる。

また、アネファクトは、その発生の原理上、パルスシーケンスの種類を問わず発生するが、実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、パルスシーケンスの種類に依存することなく、アネファクトの発生を回避または抑制することができる。

（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の処理例を示すフローチャートである。また、図９は、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の動作概念を説明する図である。第１の実施形態と同じ処理には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。第２の実施形態は、第１の実施形態の処理にステップＳＴ２００乃至ステップＳＴ２０２の処理を追加している。

ステップＳＴ２００は、アネファクト発生リスク判定機能４０２に対応するステップである。アネファクト発生リスク判定機能４０２は、ステップＳＴ１０６にて、暫定的に選択しているコイル要素２００またはコイルセクションと、リスク領域とが重複していると判定された場合、ステップＳＴ２００にて、リスク領域と重複するコイル要素２００またはコイルセクションと、ＦＯＶとが重複するか否かをさらに判定する。そして、リスク領域と重複するコイル要素２００またはコイルセクションと、ＦＯＶとが重複する場合には、重複しているコイル要素２００またはコイルセクションを非選択にせず、ステップＳＴ２０１に進む。

例えば、図９（ａ）に示す例では、暫定的に選択されているコイルセクションＡがリスク領域と重複しており、さらに、このコイルセクションＡの一部は、ＦＯＶとも重複している。このような場合、コイルセクションＡを非選択にせず、ステップＳＴ２０１に進む。コイルセクションＡを非選択にすると、ＦＯＶからの信号の一部が受信できなくなる可能性があるからである。

一方、このような場合であっても、図９（ｂ）に示すように、コイルセクションＡの選択を維持したままで寝台５００を移動させることにより、より具体的には、寝台５００の天板５１を頭足方向（Ｚ方向）に移動させることにより、リスク領域からの受信を回避することができる。

ステップＳＴ２０１は、表示制御機能４０７に対応するステップである。表示制御機能４０７は、例えば、「アネファクト発生の可能性が有ります。寝台を移動させてください」等の、アラームや、寝台の移動を促す旨の表示を、ディスプレイ４２に表示させる。

また、例えば、図９（ａ）や図９（ｂ）に対応する表示を、ディスプレイ４２に表示させてもよい。例えば、コイルセクションＡが、リスク領域とＦＯＶの双方に重複している場合には、図９（ａ）に対応する表示において、コイルセクションＡを点滅させると共に、「アネファクト発生の可能性が有ります。寝台を移動させてください」等を表示する。

操作者は、これらの表示によって、寝台を移動させる。このとき、寝台の移動に伴って、コイルセクションＡを含むＲＦコイル２０の位置は、リスク領域の位置から離れていき、やがて、コイルセクションＡとリスク領域は重複しなくなる。寝台の移動期間中、ステップＳＴ２００の判定を継続して行い、コイルセクションＡとリスク領域とが重複しなくなった時点で、コイルセクションＡの点滅を停止する。点滅の停止により、操作者は、寝台の移動を停止するタイミングを認識することができる。

上述した第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１によれば、第１の実施形態の効果に加えて、コイル要素２００またはコイルセクションが、リスク領域とＦＯＶの双方に重複する場合であっても、アネファクトの発生を回避または抑制することができる

以上説明した少なくとも１つの実施形態の磁気共鳴イメージング装置によれば、傾斜磁場の非線形性に起因するアーティファクトの発生を回避または抑制することができる

なお、各実施形態の説明における、アネファクト発生リスク判定機能、コイル選択機能、コイル暫定選択機能、及び表示制御機能は、夫々、特許請求の範囲の記載における判定部、選択部、暫定選択部、及び表示制御部の一例である。各実施形態の説明のおけるコイルセクションは、特許請求の範囲の記載におけるコイル要素、またはセクションの一例である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…磁気共鳴イメージング装置
２０…ＲＦコイル
３４…シーケンスコントローラ
３６…コイル選択回路
４０…処理回路
４１…記憶回路
４２…入力デバイス
４３…ディスプレイ
４００…コンソール
４０１…撮像条件設定機能
４０２…アネファクト発生リスク判定機能
４０３…コイル選択機能
４０４…再構成機能
４０５…コイル検出機能
４０６…コイル暫定選択機能
４０７…表示制御機能

Claims (11)

1. 複数のコイル要素を具備するＲＦコイルと、
   撮像条件に基づいて、被検体の撮像領域外の信号の混入によるアーティファクトの発生リスクを判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果に応じて、前記複数のコイル要素の中から撮像に用いるコイル要素を選択する選択部と、
   を備える磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記撮像条件は、スライス厚、撮像部位及びコイル種別の少なくとも１つを含み、
   前記判定部は、前記スライス厚、撮像部位及びコイル種別の少なくとも１つに基づいて前記アーティファクトの発生リスクを判定する、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記判定部は、前記スライス厚が所定値よりも厚いときに、前記アーティファクトの発生リスクがあると判定する、
   請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記判定部は、前記撮像部位の頭足方向の長さが所定値よりも長いとき、または、前記コイル種別が、頭足方向の長さが所定値より長い撮像部位を撮像する種別のものであるとき、前記アーティファクトの発生リスクがあると判定する、
   請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記複数のコイル要素は、頭足方向の配列単位として規定されるセクションに分割され、
   前記選択部は、前記セクションを選択することによって、前記撮像に用いるコイル要素を選択する、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記判定部は、前記撮像条件に対応する傾斜磁場の傾きと非線形性とを用いて、前記撮像領域内の磁気共鳴周波数と、前記撮像領域外の磁気共鳴周波数とが重複するか否かを判定し、重複する場合は、前記アーティファクトの発生リスクがあると判定する、
   請求項１または２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記判定部は、前記重複する磁気共鳴信号に対応する前記撮像領域外の領域を、前記アーティファクトの信号源が存在し得るリスク領域として特定し、前記複数のコイル要素のそれぞれと、特定したリスク領域とが重複するか否かを判定し、
   前記選択部は、前記リスク領域と重複しないと判定されたコイル要素を、前記撮像に使用するコイル要素として選択する一方、前記リスク領域と重複すると判定されたコイル要素を前記撮像に使用するコイル要素から除外する、
   請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 前記選択部によるコイル要素の選択の前に、前記複数のコイル要素の中から所定数のコイル要素を、磁場中心の位置に基づいて、暫定的に選択する暫定選択部、をさらに備え、
   前記選択部は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記暫定的な選択を維持するか解除するかを決定する、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 前記選択部によるコイル要素の選択の前に、磁場中心の位置に基づいて、前記複数のコイル要素の中から所定数のコイル要素を暫定的に選択する暫定選択部、をさらに備え、
   前記選択部は、前記暫定的に選択された所定数のコイル要素のうち、前記リスク領域と重複しないコイル要素の選択を維持する一方、前記リスク領域と重複するコイル要素の選択を解除する、
   請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
10. 前記判定部は、前記リスク領域と重複すると判定されたコイル要素が、前記撮像領域と重複するか否かをさらに判定し、
    前記選択部は、前記リスク領域と重複すると判定されたコイル要素が前記撮像領域とも重複すると判定された場合は、そのコイル要素を前記撮像に使用するコイル要素から除外しない、
    請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
11. 前記被検体を載置する寝台と、
    ディスプレイと、
    前記ディスプレイを制御する表示制御部と、
    をさらに備え、
    前記表示制御部は、前記リスク領域と重複すると判定されたコイル要素が前記撮像領域とも重複すると判定された場合は、前記ディスプレイに、アラームの表示、及び前記寝台の移動を促す旨の表示、の少なくとも一方の表示を表示する、
    請求項１０に記載の磁気共鳴イメージング装置。

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