JP2023027362A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態における磁気共鳴イメージング装置1の構成を示す図である。図1に示すように、磁気共鳴イメージング装置1は、静磁場磁石100と、シムコイル101と、シムコイル電源102と、傾斜磁場コイル103と、傾斜磁場電源105と、寝台107と、寝台制御回路109と、送信回路113と、送信コイル115と、受信コイル117と、受信回路119と、撮像制御回路121と、インタフェース125と、ディスプレイ127と、記憶装置129と、処理回路131とを備える。寝台制御回路109と、撮像制御回路121と、インタフェース125と、ディスプレイ127と、記憶装置129と、処理回路131とは、無線、有線を問わず、データの伝送のために接続される。なお、被検体Pは、磁気共鳴イメージング装置1に含まれない。
インタフェース125は、操作者の指示により、後述するシミング撮像に関するMR信号の収集範囲(以下、第1収集範囲と呼ぶ)を入力する。インタフェース125は、操作者の指示により、後述するMR画像を生成する際のマルチスライス撮像に関するMR信号の収集範囲(以下、第2収集範囲と呼ぶ)を、位置決め画像(Locator)に対して入力する。第2収集範囲は、第1収集範囲と少なくとも一部が重なるものとする。なお、第1収集範囲は、第2収集範囲と同一の撮像領域であってもよい。
以上が本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1の全体構成についての概略的な説明である。
ステップS201では、位置決めスキャンが行われる。具体的には、撮像制御回路121が、例えば処理回路131からの指示に従って、位置決めスキャンを実行する。処理回路131は、位置決めスキャンにより収集されたMR信号を用いて、位置決め画像を生成する。処理回路131は、生成された位置決め画像を、ディスプレイ127に出力してもよい。
ステップS202では、静磁場シミング機能135を実行することで処理回路131が、静磁場シミング処理を実行し、推定された3次元の静磁場分布である3次元推定静磁場分布を生成する。静磁場シミングは、第1収集範囲に対するシミング撮像により収集されたMR信号により生成された静磁場分布を用いて、第2収集範囲における静磁場の不均一性を、マルチスライス撮像に関する複数のスライス毎に補正する処理である。静磁場の不均一性は、静磁場中に配置された被検体Pに起因する。このため、シミング撮像は、ボア111内に被検体Pが挿入された状態で実行される。なお、静磁場シミング処理については後述する。
ステップS203では、決定機能1317を実行することで処理回路131が、第2収集範囲におけるシミング後の3次元推定静磁場分布から、静磁場分布が最も均一な断面位置を決定する。
ステップS205では、較正機能1321を実行することで処理回路131が、収集された共鳴周波数分布に基づいて、3次元推定静磁場分布を較正する。具体的には、較正機能1321を実行することで処理回路131が、共鳴周波数分布と3次元推定静磁場分布とを対応付け、相対値である3次元推定静磁場分布を絶対値に換算できるようにする。
ステップS206では、調整機能1323を実行することで処理回路131が、較正後の3次元推定静磁場分布に基づいて、本スキャンなどの後段のMR撮像におけるRFパルスの中心周波数を調整する。
ステップS207では、例えば撮像制御回路121が、撮像断面に応じて中心周波数が調整されたRFパルスを用いて、本スキャンを実行する。
以上で本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1の動作例を終了する。
撮像制御回路121は、被検体Pに対して、シミング撮像を実行する。撮像制御回路121は、例えば、2つの異なるエコー時間間隔を用いたダブルエコー法を用いたマルチスライス撮像により、シミング撮像を実行する。なお、シミング撮像は、例えば、3つの異なるエコー時間間隔を用いたトリプルエコー法を用いたマルチスライス撮像など他の撮像法により実行されてもよい。具体的には、撮像制御回路121は、ダブルエコー法に従って、傾斜磁場電源105、送信回路113、受信回路119を制御する。撮像制御回路121は、シミング撮像により、受信コイル117及び受信回路119を介して、3次元的なMR信号を収集する。すなわち、2つのエコー時間間隔に対応するMR信号を収集される。なお、シミング撮像におけるRFパルスの中心周波数は、シミング撮像前および位置決め画像に関するMR信号の収集前に実行される共鳴周波数分布計測により、決定される。
静磁場シミングに関する基本式の一例を以下の式(1)に示す。
シミング収集範囲は、静磁場シミングを行う範囲であり、上述の静磁場シミング処理の説明では、第1収集範囲として説明した範囲である。図3の例では、サジタル断面の位置決め画像301に対し、11枚のスライスにより形成されるシミング収集範囲303が決定される。シミング収集範囲303は、例えば、操作者が手動で設定してもよい。または、処理回路131が、後段のMR撮像におけるROI(Region of Interest)に基づき、当該ROIを含むような範囲をシミング収集範囲303として設定してもよい。
静磁場シミング機能1315を実行することで処理回路131が、シミング収集範囲303における3次元推定静磁場分布を生成する。
面積が閾値以上であることを条件とするのは、均一な静磁場分布が得られた断面の面積が極端に小さい場合、局所的には静磁場分布が均一であるがシミング収集範囲303全体でみれば当該断面の静磁場分布の寄与率が低い。よって、仮に、当該断面に基づき収集した後述のCFA計測により得られる共鳴周波数分布から中心周波数を決定した場合は、結果として画質劣化を招く可能性があるからである。
すなわち、x軸方向に沿ってyz平面の断面を探索し、シミング収集範囲303内で最も均一な断面位置を断面位置候補として抽出する。同様に他の軸についても、y軸方向に沿って、zx平面の断面を探索し、z軸方向に沿ってxy平面の断面を探索し、それぞれ断面位置候補を抽出する。最終的に、3つの断面位置候補の中から最も均一なものを断面位置として決定すればよい。
なお、決定機能1317を実行する処理回路131は、シミング後の3次元推定静磁場分布ではなく、実際に収集した3次元の静磁場分布であるシミング前分布から断面位置を決定してもよい。
図4右図は、図3に示すシミング収集範囲303において、決定された断面位置401をマーカ表示した位置決め画像400を示し、図4左図は、断面位置401における推定静磁場分布410を示す。ここで、第1収集範囲であるシミング収集範囲303と第2収集範囲である撮像範囲とが同一の範囲であると想定する。
図4左図に示す推定静磁場分布410では、同一の静磁場強度の領域を同一のパターンで示される。決定機能1317による断面位置の探索の結果、太線で示す断面位置401において、図4左図に示すような第2収集範囲内で最も静磁場分布が均一な画像が得られたと想定する。
図5は、図4に示す断面位置401が決定された場合の、位置決め画像400の範囲とシミング収集範囲303とCFA収集範囲501とを示す図である。CFA収集範囲は、被検体Pに対し共鳴周波数分布を収集する範囲を示す。
図5右図は、位置決め画像400のコロナル(coronal)断面を示し、図5中央図は、位置決め画像400のアキシャル(axial)断面を示し、図5左図は、位置決め画像400のサジタル(Sagittal)断面を示す。
よって、位置決め画像400では撮像されない位置までCFA収集範囲501が及んでいることに留意すべきである。ここで、留意すべきCFA収集範囲501の一例について図6Aおよび図6Bを参照して説明する。
図6Aは、CFA収集範囲501が位置決め画像400に表示される被検体Pの領域で収まる場合を示す。つまり、被検体Pのアゴ部分を水平に横切るCFA収集範囲501の延長線上かつシミング収集範囲303外に、被検体Pの領域は存在しない。よって、図6Aに示されるCFA収集範囲501は適切である。
図8は、断面位置における静磁場分布のヒストグラムの一例を示す。横軸は、静磁場分布の磁場強度を示し、縦軸は、度数を示す。
例えば、ピーク値で重ね合わせを行う場合、断面位置における静磁場分布のヒストグラムのピーク値は、断面位置で支配的な磁場強度である。一方、断面位置での共鳴周波数分布のピーク値は、上述のように、支配的な磁場強度に対応する共鳴周波数となるはずである。よって、ヒストグラムのピーク値と共鳴周波数分布のピーク値とを対応付けることで、断面位置においてどの磁場強度がどの共鳴周波数に対応するかを把握できる。
よって、例えば、第1領域内の撮像プロトコルにおける撮像位置が決定した場合、較正された3次元推定静磁場分布を参照すれば任意の断面における静磁場分布が分かる。そのため、調整機能1323を実行することにより処理回路131が、当該撮像位置における静磁場分布に対応する共鳴周波数分布に基づきRFパルスの中心周波数を調整できる。
すなわち、本磁気共鳴イメージング装置1によれば、後段のMR撮像における任意の表示断面についても、較正された静磁場分布において当該表示断面の磁場分布に対応する共鳴周波数が得られる。
上記述べた少なくとも一の実施形態によれば、任意の断面についても磁場の均一性が良好な状態の中心周波数を選択できるため、操作者が所望するいずれの表示断面の位置であっても、高画質なMR画像を生成することができる。
100・・・静磁場磁石
101・・・シムコイル
102・・・シムコイル電源
103・・・傾斜磁場コイル
105・・・傾斜磁場電源
107・・・寝台
109・・・寝台制御回路
111・・・ボア
113・・・送信回路
115・・・送信コイル
117・・・受信コイル
119・・・受信回路
121・・・撮像制御回路
125・・・インタフェース
127・・・ディスプレイ
129・・・記憶装置
131・・・処理回路
1071・・・天板
1311・・・システム制御機能
1313・・・画像生成機能
1315・・・静磁場シミング機能
1317・・・決定機能
1319・・・収集機能
1321・・・較正機能
1323・・・調整機能
Claims (7)
- 所定の断面位置における静磁場分布と、前記所定の断面位置における周波数に対する受信信号強度の分布を示す共鳴周波数分布とを取得し、前記共鳴周波数分布と前記静磁場分布のヒストグラムとを対応付ける較正部と、
対応付けられた前記静磁場分布のヒストグラムに基づき、中心周波数を調整する調整部と、具備する磁気共鳴イメージング装置。 - 前記所定の断面位置は、面積が第1閾値以上であり、かつ前記静磁場分布の標準偏差、半値幅およびエントロピーの少なくともいずれか1つが第2閾値以下である断面の位置である、請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記所定の断面位置は、撮像対象部位に応じた探索範囲から決定される請求項1または請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記較正部は、前記所定の断面位置における前記共鳴周波数分布と前記所定の断面位置における前記静磁場分布のヒストグラムとを対応付ける請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記調整部は、撮像位置と対応付けられた前記静磁場分布とに基づいて、前記中心周波数を調整する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記静磁場分布は、シミング後の推定静磁場分布である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記静磁場分布は、収集した静磁場分布である請求項1または請求項5のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
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