JP2017176667A - 磁気共鳴イメージング装置およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
前記第1のMR信号を受信する複数のコイルエレメントを有するコイル装置と、
前記複数のコイルエレメントの各々で受信された前記第1のMR信号の情報を含むナビゲータ信号の特徴量を求め、前記コイルエレメントごとに、前記特徴量の時間変化を表すデータを得るための手段と、
前記コイルエレメントごとに得られた前記データを周波数スペクトルに変換する変換手段と、
前記周波数スペクトルに基づいて、前記複数のコイルエレメントの中から、被検体の体動信号の信号値を求めるためのコイルエレメントを選択する選択手段と、
を有する磁気共鳴イメージング装置である。
前記複数のコイルエレメントの各々で受信された前記第1のMR信号の情報を含むナビゲータ信号の特徴量を求め、前記コイルエレメントごとに、前記特徴量の時間変化を表すデータを得るための処理と、
前記コイルエレメントごとに得られた前記データを周波数スペクトルに変換する変換処理と、
前記周波数スペクトルに基づいて、前記複数のコイルエレメントの中から、被検体の体動信号の信号値を求めるためのコイルエレメントを選択する選択処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
磁気共鳴イメージング装置(以下、「MRI装置」と呼ぶ。MRI:Magnetic Resonance Imaging)1は、マグネット2、テーブル3、受信コイル装置4などを有している。
受信コイル装置4は、被検体13の胴部に取り付けられている。
受信コイル装置4は複数のコイルエレメントを有している。以下では、受信コイル装置4が16個のコイルエレメントを有する例について説明するが、受信コイル装置4のコイルエレメント数は16に限定されることはなく、本発明は、受信コイル装置4が2以上のコイルエレメントを有する場合に適用することができる。
図3の左側は、前部アレイコイル4aのコイルエレメントE1〜E8と撮影部位とのzx面内における位置関係を概略的に示している。一方、図3の右側は、後部アレイコイル4bのコイルエレメントE9〜E16と撮影部位とのzx面内における位置関係を概略的に示している。本形態では、x方向は左右方向(Right-Left (RL)direction)に対応し、y方向は前後方向(Anterior-Posterior (AP)direction)に対応し、z方向は頭尾方向(Superior-Inferior (SI)direction)に対応している。
図1に戻って説明を続ける。
変換手段92は、信号解析手段91が求めた特徴量の時間変化を表すデータを周波数スペクトルに変換する。
選択手段93は、周波数スペクトルに基づいて、コイル装置4が有する16個のコイルエレメントE1〜E16の中から、呼吸信号の信号値を求めるために使用するコイルエレメントを選択する。
生成手段94は、ナビゲータ信号に基づいて、z方向(SI方向)における信号強度を表すプロファイルを生成する。
計算手段96は、合成手段95により合成されたプロファイルに基づいて、呼吸信号の信号値を計算する。合成手段95および計算手段96を合わせたものが、体動信号の信号値を求める手段に相当する。
設定手段97は、後述するイメージングシーケンスを実行するか否かを判定するためのウィンドウを設定する。
MRI装置1は、上記のように構成されている。
本形態では、コイルエレメント選択スキャンCS、プレスキャンPS、および本スキャンMSなどが実行される。
以下、先ず、コイルエレメント選択スキャンCSについて説明する。
コイルエレメント選択スキャンCSでは、複数のナビゲータシーケンスN1〜Naが実行される。以下、各ナビゲータシーケンスについて説明する。尚、ナビゲータシーケンスN1〜Naは同じシーケンスチャートで表されるので、以下では、ナビゲータシーケンスN1〜Naのうち、代表してナビゲータシーケンスN1を取り上げて、ナビゲータシーケンスについて説明する。
コイルエレメント選択スキャンCSを実行する場合、制御部5(図1参照)は、コイルエレメント選択スキャンCSで使用されるシーケンスのRFパルスのデータを送信器6に送り、コイルエレメント選択スキャンCSで使用されるシーケンスの勾配パルスのデータを勾配磁場電源7に送る。送信器6は、制御部5から受け取ったデータに基づいてRFコイル24に電流を供給し、勾配磁場電源7は、制御部5から受け取ったデータに基づいて勾配コイル23に電流を供給する。したがって、コイルエレメント選択スキャンCSを実行することができる。
ナビゲータシーケンスN1は非選択RFパルスEX1(図6参照)を用いて励起を行うので、ナビゲータシーケンスN1が実行されることにより、広範囲の部位(例えば、肝臓および肺を含む胴部)を励起することができる。励起された部位から発生したMR信号A1は受信コイル装置4(図1参照)で受信される。
ナビゲータシーケンスN2を実行することにより、コイルエレメントごとに、MR信号A2の情報(呼吸情報)を含むナビゲータ信号を得ることができる。図10では、ナビゲータシーケンスN2を実行することにより得られたナビゲータ信号は、符号A21、A22、・・・A216で示されている。
コイルエレメント選択スキャンCSを実行した後、ステップST2に進む。
ステップST21では、信号解析手段91(図4参照)が、コイルエレメントごとに得られたナビゲータ信号の特徴量を求める(図13参照)。
周波数スペクトルFS1には、主に3つのピークP、Q、およびRが現れる。
ステップST23では、選択手段93が、周波数スペクトルごとに、±0.25Hz付近に現れるピークQおよびRのピーク値(絶対値)を求める。図18では、各ピークQおよびRのピーク値は括弧内に示されている。例えば、周波数スペクトルFS3では、ピークQのピーク値は「q3」で示されており、ピークRのピーク値は「r3」で示されている。ピークQおよびRのピーク値を求めた後、ステップST24に進む。
図21のステップST21〜ST24は、図12のステップST21〜ST24と同じであるので、説明は省略する。大きい方のピークを特定した後(図19参照)、ステップST241に進む。
このように、比Hを用いてコイルエレメントを選択してもよい。比Hは、呼吸による動きが生じる部位によるピークQ(又はR)のピーク値と、呼吸による動きが(実質的に)生じない部位によるピークPのピーク値との比を表している。したがって、比Hを用いることにより、16個のコイルエレメントの中から、呼吸により動く部位の影響ができるだけ反映され、且つ呼吸による動きが(実質的に)生じない部位の影響ができるだけ反映されないコイルエレメントを選択することができるので、呼吸信号の生成に更に適したコイルエレメントを選択することが可能となる。
コイルエレメントを選択した後、ステップST3(図8参照)に進む。
プレスキャンPSでは、コイルエレメント選択スキャンCSと同様に、ナビゲータシーケンスN1〜Naが順に実行される。
ナビゲータシーケンスN1は非選択RFパルスEX1(図6参照)を用いて励起を行うので、ナビゲータシーケンスN1が実行されることにより、広範囲の部位(例えば、肝臓および肺を含む胴部)を励起することができる。励起された部位から発生したMR信号A1は受信コイル装置4(図1参照)で受信される。
合成手段95は、先ず、プロファイルB13〜B114を重み付けする(図28参照)。
合成手段95は、コイルエレメント選択スキャンCSを実行したときに求めた比H(図23参照)に基づいて、プロファイルを重み付けする。
図31の上側には、ナビゲータシーケンスN1を実行することにより得られた合成プロファイルF1が示されており、図31の下側には、ナビゲータシーケンスN2を実行することにより得られた合成プロファイルF2が示されている。
プレスキャンPSを実行した後、ステップST4(図8参照)に進む。
設定手段97(図4参照)は、先ず、呼吸信号Sresの信号値の極大値を検出し、極大値の平均値に対応する信号値dxを計算する。そして、設定手段97は、信号値dxに基づいて、ウィンドウWを設定する。例えば、以下のようにしてウィンドウWを設定する。
ウィンドウWを設定した後、ステップST5に進む。
図37は、本スキャンMSの説明図である。
本スキャンMSでは、先ず、呼吸情報を含むMR信号を発生させるためのナビゲータシーケンスNbが実行される。ナビゲータシーケンスNbが実行されると、図28および図29を参照しながら説明した方法を用いて、合成プロファイルFbを求める。
本スキャンMSにおける呼吸信号の信号値は、プレスキャンPSで求められた合成プロファイルF1(図29参照)を用いて計算される。計算手段96は、LSQ法を用いて、合成プロファイルF1とFbとの間の二乗誤差SEが最小になるときの合成プロファイルFbの移動量d=dbを計算する。この値dbが、本スキャンMSのナビゲータシーケンスNbの実行時における呼吸信号の信号値として使用される。
このようにして、フローが終了する。
2 マグネット
3 テーブル
3a クレードル
4 受信コイル装置
5 制御部
6 送信器
7 勾配磁場電源
8 受信器
9 処理装置
10 記憶部
11 操作部
12 表示部
13 被検体
21 収容空間
91 信号解析手段
92 変換手段
93 選択手段
94 生成手段
95 合成手段
96 計算手段
97 設定手段
Claims (16)
- 前記被検体の動く部位から体動情報を含む第1のMR信号を発生させるための第1のシーケンスを複数回実行するスキャン手段と、
前記第1のMR信号を受信する複数のコイルエレメントを有するコイル装置と、
前記複数のコイルエレメントの各々で受信された前記第1のMR信号の情報を含むナビゲータ信号の特徴量を求め、前記コイルエレメントごとに、前記特徴量の時間変化を表すデータを得るための手段と、
前記コイルエレメントごとに得られた前記データを周波数スペクトルに変換する変換手段と、
前記周波数スペクトルに基づいて、前記複数のコイルエレメントの中から、被検体の体動信号の信号値を求めるためのコイルエレメントを選択する選択手段と、
を有する磁気共鳴イメージング装置。 - 前記選択手段は、
前記周波数スペクトルに含まれている複数のピークの中から、前記動く部位の動きを反映した第1のピークと、前記動く部位の動きを反映した第2のピークとを検出し、前記第1のピークのピーク値および前記第2のピークのピーク値のうちのいずれか一方のピーク値に基づいて、前記コイルエレメントを選択する、請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記選択手段は、
前記周波数スペクトルに含まれている複数のピークの中から、前記動く部位の動きを反映していない第3のピークを検出し、前記第3のピークのピーク値および前記一方のピーク値に基づいて、前記コイルエレメントを選択する、請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記選択手段は、
前記コイルエレメントごとに、前記一方のピーク値と前記第3のピークのピーク値との比を求め、前記比に基づいて、前記コイルエレメントを選択する、請求項3に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記スキャン手段は、コイルエレメントを選択するための第1のスキャンを実行し、
前記第1のスキャンにおいて、前記第1のシーケンスが複数回実行される、請求項4に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記選択手段により選択されたコイルエレメントが受信した前記第1のMRMR信号の情報を含むナビゲータ信号に基づいて、前記動く部位の所定方向における信号強度の変化を表すプロファイルを生成する生成手段と、
前記プロファイルに基づいて、前記第1のスキャンが実行されている間の体動信号の信号値を求める手段と、
を有する、請求項5に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記スキャン手段は、被検体の呼吸信号を求めるための第2のスキャンを実行し、
前記第2のスキャンでは、前記被検体の動く部位から体動情報を含む第2のMR信号を発生させるための第2のシーケンスが複数回実行される、請求項5に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記選択手段により選択されたコイルエレメントが受信した前記第2のMR信号の情報を含むナビゲータ信号に基づいて、前記動く部位の所定方向における信号強度の変化を表すプロファイルを生成する生成手段と、
前記プロファイルに基づいて、前記第2のスキャンが実行されている間の体動信号の信号値を求める手段と、
を有する、請求項7に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記選択手段は、前記複数のコイルエレメントの中から2つ以上のコイルエレメントを選択し、
前記生成手段は、選択された2つ以上のコイルエレメントに対応する2つ以上のプロファイルを生成し、
前記体動信号を求める手段は、前記2つ以上のプロファイルを合成することによって合成プロファイルを求め、前記合成プロファイルに基づいて、前記体動信号の信号値を求める、請求項6又は8に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記体動信号を求める手段は、前記2つ以上のプロファイルの各々を、前記2つ以上のコイルエレメントの各々に対して求められた前記比で重み付けし、重み付けられた前記2つ以上のプロファイルを加算することにより、前記合成プロファイルを求める、請求項9に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記スキャン手段は、被検体の撮影部位の画像を取得するための第3のスキャンを実行し、
前記第3のスキャンでは、前記被検体の動く部位から体動情報を含む第3のMR信号を発生させるための第3のシーケンスと、前記被検体の画像情報を含む第4のMR信号を発生させるための第4のシーケンスとが実行される、請求項6〜10のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記体動信号に基づいて、前記第4のシーケンスを実行するか否かを判定するためのウィンドウを設定する設定手段を有する、請求項11に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記第1のシーケンスは、RFパルスの後に印加される読出し勾配パルスを有する、請求項1〜12のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記特徴量は、前記ナビゲータ信号のピーク値、前記ナビゲータ信号のk空間の中心における信号値、又は前記ナビゲータ信号の面積である、請求項1〜13のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記体動信号は呼吸信号である、請求項1〜14のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記被検体の動く部位から体動情報を含む第1のMR信号を発生させるための第1のシーケンスを複数回実行するスキャン手段と、前記第1のMR信号を受信する複数のコイルエレメントを有するコイル装置とを有する磁気共鳴イメージング装置に適用されるプログラムであって、
前記複数のコイルエレメントの各々で受信された前記第1のMR信号の情報を含むナビゲータ信号の特徴量を求め、前記コイルエレメントごとに、前記特徴量の時間変化を表すデータを得るための処理と、
前記コイルエレメントごとに得られた前記データを周波数スペクトルに変換する変換処理と、
前記周波数スペクトルに基づいて、前記複数のコイルエレメントの中から、被検体の体動信号の信号値を求めるためのコイルエレメントを選択する選択処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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