JP4820063B2 - Magnetic resonance imaging system - Google Patents
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Description
本発明は、磁気共鳴イメージング装置および勾配磁場形成装置に関する。 The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus and a gradient magnetic field forming apparatus.
磁気共鳴イメージング(MRI:Magnetic Resonance Imaging)装置は、核磁気共鳴(NMR:Nuclear Magnetic Resonance)現象を利用して、被検体の断層画像を撮影できる装置として知られている。磁気共鳴イメージング装置は、医療用途、産業用途などさまざまな分野において、利用されている。 2. Description of the Related Art A magnetic resonance imaging (MRI) apparatus is known as an apparatus that can take a tomographic image of a subject by using a nuclear magnetic resonance (NMR) phenomenon. Magnetic resonance imaging apparatuses are used in various fields such as medical applications and industrial applications.
磁気共鳴イメージング装置を用いて被検体の断層画像を撮影する際においては、まず、静磁場が形成される撮影空間内に被検体を置き、被検体内のプロトン(proton)のスピンの方向を静磁場の方向へ整列させて磁化ベクトルを得た状態にする。その後、共鳴周波数の電磁波と勾配磁場とを照射することにより、核磁気共鳴現象を発生させてプロトンの磁化ベクトルを変化させ、元の磁化ベクトルに戻るプロトンからの磁気共鳴信号を受信する。そして、磁気共鳴イメージング装置は、その受信した磁気共鳴信号に基づいて被検体の断層画像を生成する。 When taking a tomographic image of a subject using a magnetic resonance imaging apparatus, first, the subject is placed in an imaging space where a static magnetic field is formed, and the direction of spin of protons in the subject is determined statically. Align in the direction of the magnetic field to obtain the magnetization vector. Thereafter, by irradiating an electromagnetic wave having a resonance frequency and a gradient magnetic field, a nuclear magnetic resonance phenomenon is generated to change the magnetization vector of the proton, and a magnetic resonance signal from the proton that returns to the original magnetization vector is received. Then, the magnetic resonance imaging apparatus generates a tomographic image of the subject based on the received magnetic resonance signal.
前述の静磁場を永久磁石により形成する場合においては、被検体が収容される空間を挟むように、一対の永久磁石が対向して配置される。そして、永久磁石が生成する静磁場を調整するために、一対の永久磁石が対向しているそれぞれの面に一対の整磁板が配置される。そして、一対の整磁板が対向しているそれぞれの面に勾配コイルが配置される(たとえば、特許文献1参照)。
上記のように、永久磁石により静磁場を形成する場合においては、勾配コイルが整磁板に近接しているため、勾配コイルが生成する勾配磁場により整磁板内に渦電流が発生し、勾配磁場の時間的および空間的な挙動が変質するため、断層画像が歪み画像品質が低下する場合がある。 As described above, when a static magnetic field is formed by a permanent magnet, since the gradient coil is close to the magnetic shunt plate, an eddy current is generated in the magnetic shunt plate by the gradient magnetic field generated by the gradient coil. Since the temporal and spatial behavior of the magnetic field is altered, the tomographic image may be distorted and the image quality may be reduced.
このため、渦電流の影響が少なくなるように勾配パルスを補正することが行われている。従来においては、渦電流が勾配パルスの振幅に比例すると仮定し、勾配パルスの補正を行っていた。 For this reason, the gradient pulse is corrected so that the influence of the eddy current is reduced. Conventionally, the gradient pulse is corrected on the assumption that the eddy current is proportional to the gradient pulse amplitude.
しかしながら、勾配パルスの振幅が大きくなると、渦電流の発生量が勾配パルスの振幅に比例せず発生割合が変化する。このため、従来においては、渦電流の影響を十分に少なくすることができず、断層画像が歪んで画像品質を向上することが困難であった。 However, when the amplitude of the gradient pulse increases, the generation rate of the eddy current is not proportional to the amplitude of the gradient pulse, and the generation rate changes. For this reason, conventionally, the influence of eddy currents cannot be sufficiently reduced, and it has been difficult to improve image quality due to distortion of tomographic images.
したがって、本発明の目的は、渦電流の影響を抑制して断層画像の歪みを防止し、画像品質を向上することが可能な磁気共鳴イメージング装置および勾配磁場形成装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a magnetic resonance imaging apparatus and a gradient magnetic field forming apparatus capable of suppressing the influence of eddy currents to prevent tomographic image distortion and improving the image quality.
上記目的の達成のために本発明の磁気共鳴イメージング装置は、被検体が収容され静磁場が形成される空間に勾配磁場と高周波磁場とを形成し、前記被検体からの磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の断層画像を生成する磁気共鳴イメージング装置であって、前記勾配磁場を形成する手段は、前記勾配磁場を発生する勾配コイルと、前記勾配コイルに勾配パルスを印加して前記勾配コイルを駆動する勾配駆動手段と、前記勾配磁場において渦電流の影響が少なくなるように前記勾配パルスを補正する補正手段とを有し、前記補正手段は、前記渦電流の振幅と時定数とを前記勾配パルスの振幅に対応して記憶する記憶手段を含み、前記記憶手段が前記勾配パルスの振幅に対応して記憶する前記渦電流の振幅と時定数とに基づいて、前記勾配パルスを補正する。 To achieve the above object, the magnetic resonance imaging apparatus of the present invention forms a gradient magnetic field and a high-frequency magnetic field in a space in which a subject is accommodated and a static magnetic field is formed, and based on a magnetic resonance signal from the subject. In the magnetic resonance imaging apparatus for generating a tomographic image of the subject, the means for forming the gradient magnetic field includes a gradient coil that generates the gradient magnetic field, a gradient pulse applied to the gradient coil, and the gradient coil Gradient driving means for driving, and correction means for correcting the gradient pulse so that the influence of the eddy current is reduced in the gradient magnetic field, and the correction means sets the amplitude and time constant of the eddy current to the gradient. Storage means for storing corresponding to the amplitude of the pulse, and the storage means stores the gradient pulse based on the amplitude and time constant of the eddy current stored corresponding to the amplitude of the gradient pulse. It is corrected.
上記の本発明の磁気共鳴イメージング装置によれば、補正手段は、渦電流の振幅と時定数とを勾配パルスの振幅に対応して記憶する記憶手段を含む。そして、補正手段は、記憶手段が勾配パルスの振幅に対応して記憶する渦電流の振幅と時定数とに基づいて、勾配磁場における渦電流の影響が少なくなるように勾配パルスを補正する。 According to the magnetic resonance imaging apparatus of the present invention described above, the correction means includes the storage means for storing the amplitude and time constant of the eddy current corresponding to the amplitude of the gradient pulse. Then, the correcting unit corrects the gradient pulse so that the influence of the eddy current in the gradient magnetic field is reduced based on the amplitude and time constant of the eddy current stored by the storage unit corresponding to the amplitude of the gradient pulse.
上記目的の達成のために本発明の勾配磁場形成装置は、磁気共鳴イメージング装置において被検体が収容される空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成装置であって、前記勾配磁場を発生する勾配コイルと、前記勾配コイルに勾配パルスを印加して前記勾配コイルを駆動する勾配駆動手段と、前記勾配磁場において渦電流の影響が少なくなるように前記勾配パルスを補正する補正手段とを有し、前記補正手段は、前記渦電流の振幅と時定数とを前記勾配パルスの振幅に対応して記憶する記憶手段を含み、前記記憶手段が前記勾配パルスの振幅に対応して記憶する前記渦電流の振幅と時定数とに基づいて、前記勾配パルスを補正する。 In order to achieve the above object, a gradient magnetic field forming apparatus of the present invention is a gradient magnetic field forming apparatus for forming a gradient magnetic field in a space in which a subject is accommodated in a magnetic resonance imaging apparatus, wherein the gradient coil generates the gradient magnetic field. And gradient driving means for driving the gradient coil by applying a gradient pulse to the gradient coil, and correction means for correcting the gradient pulse so that the influence of eddy current is reduced in the gradient magnetic field, The correcting means includes storage means for storing the amplitude and time constant of the eddy current corresponding to the amplitude of the gradient pulse, and the amplitude of the eddy current stored by the storage means corresponding to the amplitude of the gradient pulse. And the gradient pulse is corrected based on the time constant.
上記の本発明の勾配磁場形成装置によれば、補正手段は、渦電流の振幅と時定数とを勾配パルスの振幅に対応して記憶する記憶手段を含む。そして、補正手段は、記憶手段が勾配パルスの振幅に対応して記憶する渦電流の振幅と時定数とに基づいて、勾配磁場における渦電流の影響が少なくなるように勾配パルスを補正する。 According to the gradient magnetic field forming apparatus of the present invention described above, the correction means includes storage means for storing the amplitude of the eddy current and the time constant corresponding to the amplitude of the gradient pulse. Then, the correcting unit corrects the gradient pulse so that the influence of the eddy current in the gradient magnetic field is reduced based on the amplitude and time constant of the eddy current stored by the storage unit corresponding to the amplitude of the gradient pulse.
本発明によれば、渦電流の影響を抑制して断層画像の歪みを防止し、画像品質を向上することが可能な磁気共鳴イメージング装置および勾配磁場形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a magnetic resonance imaging apparatus and a gradient magnetic field forming apparatus capable of suppressing the influence of eddy currents to prevent tomographic image distortion and improving the image quality.
以下より、本発明にかかる実施形態の一例について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置の構成を示す構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the magnetic resonance imaging apparatus of the present embodiment.
図1に示すように、磁気共鳴イメージング装置は、静磁場マグネット部12と、勾配コイル部13と、RFコイル部14と、サーチコイル部15と、RF駆動部22と、勾配駆動部23と、データ収集部24と、制御部25と、クレードル26と、渦電流測定部27と、勾配パルス補正部28と、データ処理部31と、操作部32と、表示部33とを有する。なお、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置においては、サーチコイル部15と渦電流測定部27とは、渦電流を測定後に取り外される。
As shown in FIG. 1, the magnetic resonance imaging apparatus includes a static magnetic
以下より、各構成要素について、順次、説明する。 Hereinafter, each component will be sequentially described.
静磁場マグネット部12は、被検体が収容される撮影空間11に静磁場を形成するために設けられている。静磁場マグネット部12は、静磁場の方向が被検体40の体軸方向に対して垂直な方向Zに沿うように構成されている。
The static magnetic
図2は、静磁場マグネット部12の構成を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the static magnetic
図2に示すように、静磁場マグネット部12は、ヨーク101と、永久磁石102と、整磁板103とを有する。
As shown in FIG. 2, the static magnetic
ヨーク101は、上ヨーク101aと下ヨーク101bとサイドヨーク101cとを有する。上ヨーク101aと下ヨーク101bとは、被検体が収容される撮影空間11を挟むように配置され、サイドヨーク101cによって端部が支持されている。また、上ヨーク101aと下ヨーク101bとサイドヨーク101cは、磁気的に接続されている。
The yoke 101 includes an upper yoke 101a, a
永久磁石102は、被検体が収容される撮影空間11を挟むように上ヨーク101aと下ヨーク101bとにそれぞれ一対で配置されている。永久磁石102は、上ヨーク101aと下ヨーク101bとに磁気的に接続されており、永久磁石102とヨーク101とによって、被検体が収容される撮影空間11に静磁場が発生する。
The
整磁板103は、一対の永久磁石102が対面している面にそれぞれ配置されている。整磁板103は、被検体が収容される撮影空間11に、永久磁石102とヨーク101とによって発生する静磁場を調整するために設けられている。整磁板103は、鉄などの強磁性体からなり、底板部111と突起部112とを有する。底板部111は、略同心円の円盤であり、底板部111の周囲を囲うように環状の突起部112が設けられている。整磁板103は、突起部112の部分が底板部111よりも厚くなっており、突起部112の方が底板部111よりも磁気抵抗が低い。このため、整磁板103は、突起部112によって静磁場の強度を補償し、静磁場を均一化している。
The
勾配コイル部13は、図2に示すように、一対の整磁板103が対面している面の側に一対で配置されている。勾配コイル部13は、静磁場が形成された撮影空間11に勾配磁場を形成する。勾配コイル部13は、静磁場が形成された撮影空間11に勾配磁場を形成し、RFコイル部14が受信する磁気共鳴信号に位置情報を付加する。なお、図2においては、勾配コイル部13を1系統のみ図示しているが、勾配コイル部13は、スライス選択勾配磁場、読み取り勾配磁場、位相エンコード勾配磁場の3種類の勾配磁場を形成するために3系統有する。
As shown in FIG. 2, the
RFコイル部14は、図1に示すように、被検体40の撮影領域である頭部全体を囲むように配置されており、送信用と受信用とを兼用するように構成されている。RFコイル部14は、静磁場マグネット部12により静磁場が形成される撮影空間11内において、被検体40の撮影領域におけるプロトンのスピンを励起するために、電磁波であるRF信号を送信して高周波磁場を形成する。そして、RFコイル部14は、その励起された被検体40内のプロトンから発生する電磁波を磁気共鳴信号として受信する。なお、RFコイル部14は、本実施形態において送信用と受信用とを兼用しているが、送信用コイルと受信用コイルとを独立して設けてもよい。
As shown in FIG. 1, the
サーチコイル部15は、図1と図2とに示すように、一対で構成されている。サーチコイル部15のそれぞれは、一対の勾配コイル13が対面する間の略中央であって、勾配コイル13の端部に対応するように配置される。サーチコイル部15は、撮影空間11において渦電流により発生する磁場の誘導起電力を検出し渦電流測定部27に出力する。なお、サーチコイル部15は、スライス選択勾配磁場、読み取り勾配磁場、位相エンコード勾配磁場の3種類の勾配磁場における渦電流を測定するように構成されている。そして、サーチコイル部15は、渦電流を測定後、取り外される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
RF駆動部22は、RFコイル部14を駆動させて撮影空間11内に高周波磁場を形成するために、ゲート変調器(図示なし)とRF電力増幅器(図示なし)とRF発振器(図示なし)とを有する。RF駆動部22は、制御部25からの制御信号に基づいて、RF発振器からのRF信号を、ゲート変調器を用いて所定のタイミングおよび所定の包絡線の信号に変調する。そして、ゲート変調器により変調されたRF信号を、RF電力増幅器により増幅した後、RFコイル部14に出力する。
The
勾配駆動部23は、制御部25からの制御信号に基づいて、所定の振幅の勾配パルスを勾配コイル部13に印加して駆動させ、静磁場が形成されている撮影空間11内に勾配磁場を発生させる。勾配駆動部23は、勾配コイル部13の3系統の勾配コイルに対応して3系統の駆動回路(図示なし)を有する。
The
データ収集部24は、制御部25からの制御信号に基づいて、RFコイル部14が受信する磁気共鳴信号を収集するために、位相検波器(図示なし)とアナログ/デジタル変換器(図示なし)とを有する。位相検波器は、RFコイル部14が受信する磁気共鳴信号を、RF駆動部22のRF発振器の出力を参照信号として位相検波し、アナログ/デジタル変換器に出力する。そして、位相検波器から出力されるアナログ信号の磁気共鳴信号を、アナログ/デジタル変換器がデジタル信号に変換してデータ処理部31に出力する。
The
制御部25は、コンピュータにより構成されており、操作部32からデータ処理部31を介して入力される操作信号に基づいて、RF駆動部22と勾配駆動部23とデータ収集部24と渦電流測定部27とにそれぞれ制御信号を出力し制御を行う。制御部25は、所定のパルスシーケンスに基づく操作信号が操作部32からデータ処理部31を介して入力され、それに基づいてRF駆動部22と勾配駆動部23とデータ収集部24とに制御信号を出力し磁気共鳴信号を取得させる。また、制御部25は、渦電流の測定のための操作信号が操作部32からデータ処理部31を介して入力され、それに基づいて勾配駆動部23と渦電流測定部27とに制御信号を出力して渦電流の測定を実施させる。
The
クレードル26は、被検体40を載置する台であり、クレードル駆動部(図示なし)により撮影空間11内に出し入れ可能となっている。
The
渦電流測定部27は、渦電流を測定するために設けられている、渦電流測定部27は、サーチコイル部15に接続されており、制御部25からの制御信号に基づいて、サーチコイル部15を駆動させる。そして、渦電流測定部27は、サーチコイル部15が検出する誘導起電力の時間変化に基づいて、渦電流の振幅と時定数とを測定する。なお、渦電流測定部27は、スライス選択勾配磁場、読み取り勾配磁場、位相エンコード勾配磁場の3種類の勾配磁場における渦電流を測定する。そして、渦電流測定部27は、渦電流を測定後、取り外される。
The eddy
勾配パルス補正部28は、コンピュータにより構成されており、制御部25と渦電流測定部27と接続されている。また、勾配パルス補正部28は、渦電流記憶部29を有する。渦電流記憶部29は、渦電流測定部27が測定する渦電流の振幅と時定数とを勾配パルスの振幅に対応して記憶する。渦電流記憶部29は、たとえば、渦電流の振幅と時定数とを勾配パルスの振幅に関連付けられたルックアップテーブルとして記憶する。そして、勾配パルス補正部28は、渦電流記憶部29が勾配パルスの振幅に対応して記憶する渦電流の振幅と時定数とに基づいて、勾配パルスを補正する。勾配パルス補正部28は、制御部25から勾配駆動部23を制御するための制御信号を取得して、勾配駆動部23が勾配コイル13に印加する勾配パルスの振幅の情報を得る。そして、勾配パルス補正部28は、渦電流記憶部29において記憶されている前述のルックアップテーブルを用いて、勾配駆動部23が勾配コイル13に印加する勾配パルスの振幅に対応する渦電流の振幅と時定数とを求める。そして、勾配パルス補正部28は、その求めた渦電流の振幅と時定数とに基づいて、勾配駆動部23が勾配コイル13に印加する勾配パルスの形状を変形して、渦電流の影響が少なくなるような補正を行う。なお、勾配パルス補正部28は、スライス選択勾配磁場、読み取り勾配磁場、位相エンコード勾配磁場の3種類の勾配磁場のそれぞれにおいて上述のような補正を行う。
The gradient
データ処理部31は、コンピュータにより構成されている。データ処理部31は、操作部32に接続されており、操作部32からの操作信号が入力される。また、データ処理部31は、制御部25に接続されており、オペレータによって操作部32に入力される操作信号を制御部25に出力する。また、データ処理部31は、データ収集部24に接続されており、データ収集部24が収集し出力する磁気共鳴信号を所得し、その取得した磁気共鳴信号に対して画像処理を行って画像データを生成する。そして、データ処理部31は、その生成した画像データを表示部33に出力する。
The
操作部32は、キーボードやマウスなどの操作デバイスにより構成されている。操作部32は、オペレータによって操作され、その操作に応じた操作信号をデータ処理部31に出力する。操作部32は、たとえば、パルスシーケンスの設定項目や渦電流測定のための設定項目が、オペレータによって入力される。
The
表示部33は、グラフィックディスプレイなどの表示デバイスにより構成されている。表示部33は、被検体40からの磁気共鳴信号に基づいて生成される被検体の断層画像を表示する。ここで、表示部33は、データ処理部31から画像データを取得し、その画像データに基づいて断層画像の表示を行う。
The
なお、上記の本実施形態における勾配コイル部は、本発明の勾配コイルに相当する。また、本実施形態における勾配駆動部は、本発明の勾配駆動手段に相当する。また、本実施形態における渦電流測定部は、本発明の測定手段に相当する。また、本実施形態における勾配パルス補正部は、本発明の補正手段に相当する。また、本実施形態における渦電流記憶部は、本発明の記憶手段に相当する。また、本実施形態における表示部は、本発明の表示手段に相当する。 Note that the gradient coil section in the present embodiment corresponds to the gradient coil of the present invention. Further, the gradient driving unit in the present embodiment corresponds to the gradient driving means of the present invention. Further, the eddy current measurement unit in the present embodiment corresponds to the measurement means of the present invention. Further, the gradient pulse correction unit in the present embodiment corresponds to the correction means of the present invention. Further, the eddy current storage unit in the present embodiment corresponds to the storage unit of the present invention. The display unit in the present embodiment corresponds to the display unit of the present invention.
以下より、上記の本実施形態の磁気共鳴イメージング装置を用いて渦電流を測定する渦電流測定方法について図3と図4とを用いて説明する。 Hereinafter, an eddy current measurement method for measuring an eddy current using the magnetic resonance imaging apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図3は、本実施形態において、渦電流の振幅と時定数とが勾配パルスの振幅に関連付けられたルックアップテーブルを作成する手順を示すフロー図である。 FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for creating a lookup table in which the amplitude of the eddy current and the time constant are associated with the amplitude of the gradient pulse in the present embodiment.
図4は、本実施形態におけるルックアップテーブルを示す図である。図4において、図4(a)は渦電流の振幅と勾配パルスの振幅とにおけるルックアップテーブルを示しており、縦軸が渦電流の振幅であり、横軸が勾配パルスの振幅である。また、図4において、図4(b)は渦電流の時定数と勾配パルスの振幅とにおけるルックアップテーブルを示しており、縦軸が渦電流の時定数であり、横軸が勾配パルスの振幅である。 FIG. 4 is a diagram showing a lookup table in the present embodiment. In FIG. 4, FIG. 4 (a) shows a look-up table for the eddy current amplitude and the gradient pulse amplitude. The vertical axis represents the eddy current amplitude and the horizontal axis represents the gradient pulse amplitude. In FIG. 4, FIG. 4B shows a look-up table for the time constant of the eddy current and the amplitude of the gradient pulse, the vertical axis is the time constant of the eddy current, and the horizontal axis is the amplitude of the gradient pulse. It is.
本実施形態の勾配磁場形成方法においては、図3に示すように、渦電流の振幅と時定数との測定のテストを行うため、テスト用の勾配パルスgk(t)の振幅Gkを操作部32に設定する。ここでは、テスト用の勾配パルスgk(t)の振幅Gkを等間隔の振幅で10段階(k=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)に設定する(ST11)。
In the gradient magnetic field forming method of this embodiment, as shown in FIG. 3, the amplitude G k of the test gradient pulse g k (t) is manipulated in order to test the measurement of the amplitude and time constant of the eddy current.
つぎに、振幅Gkの勾配パルスgk(t)に対する渦電流成分Iki=Aki・exp(−t/τki)を測定し、渦電流成分Ikiの振幅Akiと、時定数τkiとを算出する(ST21)。ここでは、たとえば、i=1,2,3として渦電流成分の測定を行う。まず、操作部32にて設定された振幅G1の勾配パルスg1(t)の操作信号が、データ処理部31を介して制御部25に出力される。そして、制御部25は、その操作信号に基づいて勾配駆動部23と渦電流測定部27とに制御信号を出力する。そして、制御部25からの制御信号に基づいて、勾配駆動部23が振幅G1の勾配パルスg1(t)を勾配コイル部13に印加して駆動させ、静磁場が形成されている撮影空間11内に勾配磁場を発生させる。この時、渦電流測定部27は制御部25からの制御信号に基づいてサーチコイル部15を駆動させる。そして、サーチコイル部15は、勾配コイル部13が形成した勾配磁場による誘導起電力を測定データとして検出し渦電流測定部27に出力する。そして、サーチコイル部15が検出する測定データの時間変化を、最小二乗法などの非線形最適化手法を用いて、Iki=Aki・exp(−t/τki)の式にフィッティングし、渦電流測定部27が渦電流成分の振幅A11,A12,A13と、時定数τ11,τ12,τ13とを求める。そして、図4に示すように、渦電流測定部27が求めた渦電流成分の振幅A11,A12,A13と、時定数τ11,τ12,τ13を、勾配パルスg1(t)の振幅G1に対応するように渦電流記憶部29に記憶させる。そして、上記と同様にして、各振幅G2〜G10の勾配パルスg2〜10(t)に対応するように渦電流成分の振幅A2i〜A10iと、時定数τ2i〜τ10iとを求めて渦電流記憶部29に記憶させ、図4に示すようなルックアップテーブルを完成させる。以上のようにして、スライス選択勾配磁場、読み取り勾配磁場、位相エンコード勾配磁場のそれぞれの勾配磁場における渦電流を測定する。
Next, to measure the eddy current components with respect to the gradient pulse g k of the amplitude G k (t) I ki = A ki · exp (-t / τ ki), and the amplitude A ki of eddy current components I ki, a time constant tau ki is calculated (ST21). Here, for example, eddy current components are measured with i = 1, 2, 3. First, the operation signal of the gradient pulse g 1 (t) having the amplitude G 1 set by the
以下より、上記の本実施形態の磁気共鳴イメージング装置を用いて被検体の断層画像の撮影をする撮影方法について説明する。 Hereinafter, an imaging method for imaging a tomographic image of a subject using the magnetic resonance imaging apparatus of the present embodiment will be described.
始めに、被検体40をクレードル26に載置する。その後、被検体40の撮影領域である頭部に、RFコイル部14を設置する。その後、所定のパルスシーケンスに基づく撮影情報を操作部32に入力する。そして、操作部32は、データ処理部31を介して、その撮影情報に基づく操作信号を制御部25に出力する。
First, the subject 40 is placed on the
そして、制御部25は、操作部32に入力された撮影情報に基づいて、静磁場が形成されている撮影空間11内に、被検体40が載置されているクレードル26をクレードル駆動部により駆動させ、被検体40の撮影領域である頭部を撮影空間11の内部に搬入する。
Based on the imaging information input to the
また、この時、勾配パルス補正部28は、勾配駆動部23を制御するための制御信号を制御部25から取得し、渦電流記憶部29が勾配パルスgk(t)の振幅Gkに対応して記憶する渦電流の振幅Akiと時定数τkiとに基づいて、勾配パルスgk(t)を補正する
At this time, the gradient
図5は、勾配パルス補正部28が勾配パルスgk(t)を補正する手順を説明するためのフロー図である。また、図6は、補正前の勾配パルスgk(t)と補正後の勾配パルスgk'(t)とを示す図である。図6においては、縦軸が勾配を示し、横軸が時間を示している。
FIG. 5 is a flowchart for explaining a procedure in which the gradient
図5と図6とに示すように、勾配パルス補正部28は、まず、勾配駆動部23を制御するための制御信号を制御部25から取得し、勾配駆動部23が勾配コイル13に印加する勾配パルスgk(t)における振幅Gkの情報を得る(ST111)。
As shown in FIGS. 5 and 6, the gradient
そして、勾配パルス補正部28は、渦電流記憶部29において記憶されている前述のルックアップテーブルを用いて、勾配駆動部23が勾配コイル13に印加する勾配パルスgk(t)の振幅Gkに対応する渦電流の振幅Akiと時定数τkiとを求める(ST121)。
Then, the gradient
そして、勾配パルス補正部28は、その求めた渦電流の振幅Akiと時定数τkiとに基づいて、勾配駆動部23が勾配コイル13に印加する勾配パルスgk(t)の形状を、渦電流の影響が少なくなるように補正し、補正された勾配パルスgk'(t)を得る(ST131)。勾配パルス補正部28は、たとえば、数式(1)に示すように、その求めた渦電流の振幅Akiおよび時定数τkiと、勾配パルスgk(t)の時間変化率とをコンボリューションし、そのコンボリューションの結果と元の勾配パルスgk(t)とを加算して、補正された勾配パルスgk'(t)を得る
Then, the gradient
その後、制御部25は、勾配パルス補正部28において補正された勾配パルスgk’(t)を、勾配駆動部23が勾配コイル部13に印加するように制御する。そして、制御部25は、RF駆動部22を制御してRFコイル部14によって高周波磁場を形成する。そして、制御部25は、被検体40からの磁気共鳴信号をRFコイル部14で受信させ、データ収集部24にその磁気共鳴信号を収集させる。データ収集部24は、位相検波器によって位相検波し、アナログ/デジタル変換器によって磁気共鳴信号をデジタル信号に変換して、データ処理部31に出力する。その後、データ収集部24から出力される磁気共鳴信号をデータ処理部31が画像処理し、表示部33が画像を表示する。
Thereafter, the
以上のように、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置においては、勾配パルス補正部28が渦電流の振幅Akiと時定数τkiとを勾配パルスg(t)の振幅Gkに対応して記憶する渦電流記憶部29を含む。ここで、勾配パルス補正部28は、渦電流記憶部29が勾配パルスg(t)の振幅Gkに対応して記憶する渦電流の振幅Akiと時定数τkiとに基づいて、勾配磁場における渦電流磁場の影響が少なくなるように補正し、補正された勾配パルスg'(t)を得る。そして、磁気共鳴イメージング装置においては、その補正された勾配パルスgk’(t)を勾配駆動部23が勾配コイル部13に印加して、被検体40からの磁気共鳴信号をRFコイル部14が受信し、その磁気共鳴信号に基づいて被検体の断層画像を生成する。このように、本実施形態は、渦電流磁場の影響が少なくなるように勾配磁場が補正されているため、渦電流の影響を抑制して断層画像の歪みを防止し、画像品質を向上することができる。
As described above, in the magnetic resonance imaging apparatus of the present embodiment, the gradient
なお、本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。 In implementing the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be employed.
たとえば、上記実施形態において、静磁気発生源として永久磁石を用いた場合について示しているが、これに限定されず、たとえば、超伝導コイル、常伝導コイルなどを用いる場合についても適用することができる。 For example, in the above embodiment, the case where a permanent magnet is used as the static magnetism generation source is shown, but the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to the case where a superconducting coil, a normal conducting coil or the like is used. .
たとえば、上記実施形態において、サーチコイル部を用いて渦電流を測定しているが、これに限定されず、磁気共鳴信号の位相情報から渦電流を測定し求め、渦電流の振幅と時定数とを記憶手段に記憶させてもよい。 For example, in the above embodiment, the eddy current is measured using the search coil unit. However, the present invention is not limited to this, and the eddy current is measured and obtained from the phase information of the magnetic resonance signal. May be stored in the storage means.
11:撮影空間
12:静磁場マグネット部
13:勾配コイル部(勾配コイル)
14:RFコイル部
15:サーチコイル部
22:RF駆動部
23:勾配駆動部(勾配駆動手段)
24:データ収集部
25:制御部
26:クレードル
27:渦電流測定部(測定手段)
28:勾配パルス補正部(補正手段)
29:渦電流記憶部(記憶手段)
31:データ処理部
32:操作部
33:表示部(表示手段)
101:ヨーク
101a:上ヨーク
101b:下ヨーク
101c:サイドヨーク
102:永久磁石
103:整磁板
111:底板部
112:突起部
11: Imaging space 12: Static magnetic field magnet unit 13: Gradient coil unit (gradient coil)
14: RF coil section 15: Search coil section 22: RF drive section 23: Gradient drive section (gradient drive means)
24: Data collection unit 25: Control unit 26: Cradle 27: Eddy current measurement unit (measuring means)
28: Gradient pulse correction unit (correction means)
29: Eddy current storage unit (storage means)
31: Data processing unit 32: Operation unit 33: Display unit (display means)
101: Yoke 101a:
Claims (6)
前記勾配磁場を形成する手段は、
前記勾配磁場を発生する勾配コイルと、
前記勾配コイルに勾配パルスを印加して前記勾配コイルを駆動する勾配駆動手段と、
前記勾配磁場において渦電流の影響が少なくなるように前記勾配パルスを補正する補正手段とを有し、
前記補正手段は、前記勾配パルスの振幅に対して非線型に変化する前記渦電流の振幅と時定数とを前記勾配パルスの振幅に対応して記憶する記憶手段を含み、前記記憶手段が前記勾配パルスの振幅に対応して記憶する前記渦電流の振幅と時定数とに基づいて、前記勾配パルスを補正する
磁気共鳴イメージング装置。 A magnetic resonance imaging apparatus that forms a gradient magnetic field and a high-frequency magnetic field in a space in which a subject is accommodated and a static magnetic field is formed, and generates a tomographic image of the subject based on a magnetic resonance signal from the subject. ,
The means for forming the gradient magnetic field comprises:
A gradient coil for generating the gradient magnetic field;
Gradient driving means for driving the gradient coil by applying a gradient pulse to the gradient coil;
Correction means for correcting the gradient pulse so as to reduce the influence of eddy currents in the gradient magnetic field,
The correction means includes storage means for storing the amplitude and time constant of the eddy current that varies nonlinearly with respect to the amplitude of the gradient pulse in correspondence with the amplitude of the gradient pulse, and the storage means includes the gradient pulse. A magnetic resonance imaging apparatus that corrects the gradient pulse based on the amplitude and time constant of the eddy current stored corresponding to the amplitude of the pulse.
前記記憶手段は、前記測定手段が測定した前記渦電流の振幅と時定数とを記憶する
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 Measuring means for measuring the amplitude and time constant of the eddy current corresponding to the amplitude of the gradient pulse;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the storage unit stores an amplitude and a time constant of the eddy current measured by the measurement unit.
前記測定手段は、前記複数種の振幅の勾配パルスにおける渦電流をそれぞれ測定する
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The gradient driving means applies the gradient pulse of plural kinds of amplitudes to the gradient coil,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2, wherein the measurement unit measures eddy currents in the gradient pulses of the plurality of types of amplitudes.
請求項1から3のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。 The means for forming the static magnetic field includes a pair of permanent magnets that are arranged to face each other so as to sandwich a space in which the subject is accommodated, and generate the static magnetic field. Magnetic resonance imaging device.
前記勾配コイルは、前記一対の整磁板が対向しているそれぞれの面に配置されている
請求項4に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The means for forming the static magnetic field has a pair of magnetic shunt plates that are arranged on respective surfaces facing the pair of permanent magnets and adjust the static magnetic field generated by the permanent magnets,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 4, wherein the gradient coil is disposed on each surface of the pair of magnetic shunt plates facing each other.
請求項1から5のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, further comprising display means for displaying a tomographic image of the subject generated based on a magnetic resonance signal from the subject.
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