JP4912802B2 - 磁気共鳴イメージング装置，送信感度分布計測装置および送信感度分布計測方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング装置，送信感度分布計測装置および送信感度分布計測方法に関する。特に、静磁場空間において被検体の撮影領域にＲＦパルスを送信することによって、その撮影領域において磁気共鳴信号を生じさせるＲＦ送信コイルの送信感度分布を計測する送信感度分布計測装置，送信感度分布計測方法に関すると共に、その生成された送信感度分布を用いて本スキャン画像を補正する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（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置は、核磁気共鳴（ＮＭＲ：Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）現象を用いて、被検体の断層面についての画像を撮影する装置として、特に、医療用途において多く利用されている。

磁気共鳴イメージング装置においては、静磁場空間内に被検体の撮影領域を収容することによって、その撮影領域のプロトン（ｐｒｏｔｏｎ）のスピンを、その静磁場の方向へ整列させ、磁化ベクトルを発生させる。そして、共鳴周波数のＲＦパルスを照射することによって、核磁気共鳴現象を発生させることにより、スピンをフリップさせ、そのプロトンの磁化ベクトルを変化させる。その後、磁気共鳴イメージング装置は、そのプロトンが元の磁化ベクトルの状態に戻る際に生成される磁気共鳴（ＭＲ）信号を受信し、その受信された磁気共鳴信号に基づいて、撮影領域についての断層画像などの画像を生成する。

この磁気共鳴イメージング装置において磁気共鳴信号を受信するＲＦ受信コイルとして、フェーズドアレイコイル（ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ｃｏｉｌ）などの表面コイルが多く利用されている。しかし、この表面コイルは、その被検体内の磁気共鳴信号の発生源との距離が離れるに伴って、受信する感度が低下する特性を有しており、撮影領域全体での感度分布が空間的に均一でない。このため、表面コイルによって受信された磁気共鳴信号に基づいて生成される画像は、アーチファクトが発生して、画像品質が低下する場合がある。

このため、このような表面コイルの受信感度不均一性に起因する不具合に対応するために、受信感度分布を用いて、その画像を補正処理している。具体的には、本スキャンの他に参照スキャンを実施することによって参照画像を取得し、その参照画像を用いて表面コイルの撮影領域における受信感度分布を計測する。その後、その計測された受信感度分布を用いて、本スキャンによって生成される本スキャン画像を補正する（たとえば、特許文献１参照）。

しかし、被検体の撮影領域を撮影する際においては、ボディコイル（ｂｏｄｙ ｃｏｉｌ）などのＲＦ送信コイルがＲＦパルスを送信することによって形成される高周波磁場が、誘電率効果によって不均一になる場合があるために、上記の受信感度分布を用いて、本スキャン画像を補正した場合であっても、アーチファクトの除去が十分にできない場合がある。つまり、送信感度分布が空間的に均一でないことに起因して、本スキャン画像の画像品質を向上することが困難な場合がある。具体的には、画像のコントラストが低下する場合などの不具合が発生する場合がある。特に、磁場強度が３テスラ以上である高い静磁場空間においては、このような不具合が顕著に発生する。

そこで、送信感度分布を計測し、その計測した送信感度分布を用いて本スキャン画像を補正している。たとえば、ダブルフリップアングル（Ｄｏｕｂｌｅ ｆｌｉｐ ａｎｇｌｅ）法によって、この送信感度分布を計測する。具体的には、互いに異なるフリップアングルで複数の参照スキャンを実施し、それぞれの参照スキャンにて得られた参照画像を用いて送信感度分布を計測する。その後、本スキャン画像を、その送信感度分布で補正処理することによって、アーチファクトが発生することを抑制している（たとえば、非特許文献１，非特許文献２参照）。

また、複数の参照スキャンをフリップアングルが段階的に変化するように実施し、その複数の参照スキャンのそれぞれに対応するように、参照スキャン画像を複数再構成した後に、その複数の参照スキャン画像に基づいて、送信感度分布を生成する方法が提案されている（非特許文献３）。

ここでは、たとえば、この参照スキャンのそれぞれにおいては、スライス選択勾配磁場を伴なわずに、矩形状のＲＦパルスを、振幅一定として印加時間を変化させることによって、段階的に増加させる。そして、スポイラー勾配磁場を、そのＲＦパルスの送信後に印加する。

この後、その再構成した複数の参照スキャン画像の間において参照スキャンの実施に対応して推移する画素値の推移データを、高速フーリエ変換することによって周波数スペクトラムを算出する。そして、この後、その算出された周波数スペクトラムに基づいて、送信感度分布を生成している。

この方法は、上記のダブルフリップアングル法よりも、高精度であって高速に送信感度分布を計測することが容易にできる。

特開２００５−１７７２４０号公報 ヒロアキ・ミハラ他（Ｈｉｒｏａｋｉ Ｍｉｈａｒａ ｅｔ．ａｌ．），ア・メソッド・オブ・アールエフ・インホモゲネイディ・コレクション・イン・エムアール・イメージング（Ａ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ＲＦ ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ＭＲ ｉｍａｇｉｎｇ），マグネティック・レゾナンス・マテリアルズ・イン・フィジックス・バイオロジー・アンド・メディシン・７（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ Ｐｈｙｓｉｃｓ， Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ７），米国，１９９８，ｐ．１１５−１２０ Ｊｉｎｇｈｕａ Ｗａｎｇ ｅｔ．ａｌ．，イン・ビボ・メソッド・フォー・コレクティング・トランスミット／レシーブ・ノンユニフォーミニティ・ウィズ・フェーズド・アレイ・コイル（Ｉｎ ｖｉｖｏ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ ｔｒａｎｓｍｉｔ／ｒｅｃｅｉｖｅ ｎｏｎｕｎｉｆｏｒｍｉｔｉｅｓ ｗｉｔｈ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ｃｏｉｌｓ），マグネティック・レゾナンス・イン・メディシン・５３（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ５３），米国，２００５，ｐ．６６６−６７４ Ｅ．Ｄｅ Ｖｉｔａ ｅｔ．ａｌ．，ファスト・ビーワン・マッピング・ウィズ・エーピーアイ（Ｆａｓｔ Ｂ１ Ｍａｐｐｉｎｇ ｗｉｔｈ ＥＰＩ），マグネティック・レゾナンス・イン・メディシン・１１（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ １１），米国，２００４，ｐ．２０９０

しかしながら、この方法では、複数の参照スキャンにおいて、フリップアングルが段階的に変化するようにＲＦパルスを送信させているために、各ＲＦパルスから磁気共鳴信号を収集するまでの時間が異なっているため、その参照スキャン画像においては、Ｔ１緩和の影響を受けてしまう場合がある。

図１０は、再構成した複数（ｎ枚）の参照スキャン画像の間において、複数回（ｎ回）の参照スキャンの実施に対応して推移する画素値Ｐ（ｒ）の推移データＳｒ（ｎ）と、その推移データＳｒ（ｎ）を高速フーリエ変換した周波数スペクトラムデータＳｐ（ｒ）とを示す図である。図１０においては、図１０（Ａ）は、参照スキャン画像がＴ１緩和の影響を受けていない場合を示し、図１０（Ｂ）は、参照スキャン画像がＴ１緩和の影響を受けている場合を示している。そして、図１０の左側において示す推移データＳｒ（ｎ）のグラフについては、横軸が、フリップアングルが段階的に変化するように実施された参照スキャンの実施回数ｎであり、縦軸が、その参照スキャンにおいて得られた参照画像において所定の空間位置ｒに位置する画素の画素値Ｐ（ｒ）である。

図１０に示すように、参照スキャン画像がＴ１緩和の影響を受けている場合（図１０（Ｂ）には、受けない場合（図１０（Ａ））に対して、その推移データＳｒ（ｎ）はベースラインがシフトしている。この場合には、図１０（Ｂ）に示すように、このシフトにより、高速フーリエ変換後のデータには、見かけ上、ＤＣ成分が発生してしまう。このため、ＲＦパルスによる変調成分の検出が困難になり、送信感度分布を高精度に計測することが困難になる場合があった。そして、これに伴って、画像品質を向上させることが困難な場合があった。

したがって、本発明の目的は、送信感度分布を高精度に計測可能であって、画像品質を向上できる磁気共鳴イメージング装置，送信感度分布計測装置および送信感度分布計測方法を提供することにある。

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、静磁場空間においてＲＦ送信コイルが被検体の撮影領域へＲＦパルスを送信し、前記ＲＦパルスが送信された前記撮影領域にて発生する磁気共鳴信号を得るスキャンを実施した後に、前記スキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、前記撮影領域についての画像を生成する磁気共鳴イメージング装置であって、前記スキャンとして、本スキャンと参照スキャンとを実施するスキャン部と、前記スキャン部が前記本スキャンを実施することによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて、前記撮影領域の本スキャン画像を再構成すると共に、前記スキャン部が前記参照スキャンを実施することによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて、前記撮影領域の参照スキャン画像を再構成する画像再構成部と、前記画像再構成部にて再構成された参照画像に基づいて、前記送信感度分布を生成する送信感度分布生成部と、前記送信感度分布生成部によって生成された送信感度分布を用いて、前記画像再構成部によって生成された本スキャン画像を補正する画像補正部とを有し、前記スキャン部は、フリップアングルが段階的に変化するように、前記ＲＦ送信コイルから前記ＲＦパルスを送信させることによって、複数の前記参照スキャンを実施し、前記画像再構成部は、前記スキャン部によって順次実施された複数の参照スキャンのそれぞれに対応するように、複数の前記参照スキャン画像を画像再構成し、前記送信感度分布生成部は、前記画像再構成部によって再構成された複数の参照スキャン画像の間において前記参照スキャンの実施に対応して推移する画素値の推移データから、前記推移データにおける画素値の平均値を差分することによって補正データを算出した後に、前記補正データを高速フーリエ変換することによって周波数スペクトラムを算出し、前記算出された周波数スペクトラムに基づいて前記送信感度分布を生成する。

上記目的の達成のために本発明の送信感度分布計測装置は、静磁場空間において被検体の撮影領域にＲＦパルスを送信することによって前記撮影領域において磁気共鳴信号を生じさせるＲＦ送信コイルの送信感度分布を計測する送信感度分布計測装置であって、前記ＲＦ送信コイルから前記撮影領域に前記ＲＦパルスを送信するスキャンが実施されることによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて、前記撮影領域の画像を再構成する画像再構成部と、前記画像再構成部にて再構成された画像に基づいて、前記送信感度分布を生成する送信感度分布生成部とを有し、前記画像再構成部は、フリップアングルが段階的に変化するように前記ＲＦ送信コイルから前記ＲＦパルスを送信することによって、複数回、順次実施された前記スキャンのそれぞれに対応するように、複数の前記画像を画像再構成し、前記送信感度分布生成部は、前記画像再構成部にて再構成された複数の画像の間において前記スキャンの実施に対応して推移する画素値の推移データから、前記推移データにおける画素値の平均値を差分することによって補正データを算出した後に、前記補正データを高速フーリエ変換することによって周波数スペクトラムを算出し、前記算出された周波数スペクトラムに基づいて前記送信感度分布を生成する。

上記目的の達成のために本発明の送信感度分布計測方法は、静磁場空間において被検体の撮影領域にＲＦパルスを送信することによって前記撮影領域において磁気共鳴信号を生じさせるＲＦ送信コイルの送信感度分布を計測する送信感度分布計測方法であって、前記撮影領域に前記ＲＦ送信コイルから前記ＲＦパルスを送信するスキャンが実施されることによって得られた磁気共鳴信号に基づいて、前記撮影領域の画像を再構成する画像再構成ステップと、前記画像再構成ステップにて再構成された画像に基づいて、前記送信感度分布を生成する送信感度分布生成ステップとを有し、前記画像再構成ステップにおいては、フリップアングルが段階的に変化するように前記ＲＦ送信コイルから前記ＲＦパルスを送信することによって、複数回、順次実施された前記スキャンのそれぞれに対応するように、複数の前記画像を画像再構成し、前記送信感度分布生成ステップにおいては、前記画像再構成ステップにて再構成された複数の画像の間において前記スキャンの実施に対応して推移する画素値の推移データから、前記推移データにおける画素値の平均値を差分することによって補正データを算出した後に、前記補正データを高速フーリエ変換することによって周波数スペクトラムを算出し、前記算出された周波数スペクトラムに基づいて前記送信感度分布を生成する。

以上のように本発明によれば、送信感度分布を高精度に計測可能であって、画像品質を向上できる磁気共鳴イメージング装置，送信感度分布計測装置および送信感度分布計測方法を提供することができる。

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。

（装置構成）
図１は、本発明にかかる実施形態において、磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す構成図である。

図１に示すように、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、スキャン部２と、操作コンソール部３とを有しており、静磁場空間においてスキャン部２が被検体の撮影領域へＲＦパルスを送信し、そのＲＦパルスが送信された撮影領域にて発生する磁気共鳴信号を得るスキャンを実施した後に、そのスキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、その撮影領域についての画像を操作コンソール部３が生成する。

スキャン部２について説明する。

スキャン部２は、図１に示すように、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、クレードル１５と、ＲＦ駆動部２２と、勾配駆動部２３と、データ収集部２４とを有している。スキャン部２は、静磁場が形成された撮像空間Ｂ内において、被検体ＳＵのスピンを励起するように被検体ＳＵにＲＦパルスを送信すると共に、そのＲＦパルスが送信された被検体ＳＵに勾配パルスを送信することによって、被検体ＳＵにおいて発生する磁気共鳴信号を本スキャンデータとして得る本スキャンＡＳを実施する。そして、スキャン部２は、本スキャンＡＳを実施する共に、この本スキャンＡＳの実施前に、被検体ＳＵについて参照スキャンＲＳを実施し、その参照スキャンＲＳにて発生する磁気共鳴信号を参照スキャンデータとして取得する。すなわち、スキャン部２は、スキャンとして、本スキャンと参照スキャンとのそれぞれを実施する。

本実施形態においては、スキャン部２は、フリップアングルが段階的に変化するように、ＲＦコイル部１４からＲＦパルスを送信させることによって、その参照スキャンを、複数、実施する。

スキャン部２の各構成要素について、順次、説明する。

静磁場マグネット部１２は、たとえば、超伝導磁石（図示なし）により構成されており、被検体ＳＵが収容される撮像空間Ｂに静磁場を形成する。ここでは、静磁場マグネット部１２は、クレードル１５に載置される被検体ＳＵの体軸方向（ｚ方向）に沿うように静磁場を形成する。なお、静磁場マグネット部１２は、一対の永久磁石により構成されていてもよい。

勾配コイル部１３は、静磁場が形成された撮像空間Ｂ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空間位置情報を付加する。ここでは、勾配コイル部１３は、静磁場方向に沿ったｚ方向と、ｘ方向と、ｙ方向との互いに直交する３軸方向に対応するように３系統からなる。これらは、撮像条件に応じて、周波数エンコード方向と位相エンコード方向とスライス選択方向とのそれぞれに勾配磁場を形成するように、勾配パルスを送信する。具体的には、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵのスライス選択方向に勾配磁場を印加し、ＲＦコイル部１４がＲＦパルスを送信することによって励起させる被検体ＳＵのスライスを選択する。また、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵの位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を位相エンコードする。そして、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵの周波数エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を周波数エンコードする。

ＲＦコイル部１４は、静磁場マグネット部１２によって静磁場が形成される撮像空間Ｂ内において、電磁波であるＲＦパルスを被検体ＳＵの撮影領域に送信して高周波磁場を形成し、被検体ＳＵのイメージング領域におけるプロトンのスピンを励起する。そして、ＲＦコイル部１４は、その励起された被検体ＳＵの撮影領域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。本実施形態においては、ＲＦコイル部１４は、図１に示すように、第１ＲＦコイル１４ａと、第２ＲＦコイル１４ｂとを有する。ここで、第１ＲＦコイル１４ａは、たとえば、バードゲージ型のボディコイルであり、被検体ＳＵの撮影領域を囲むように配置されており、たとえば、ＲＦパルスを送信する。一方、第２ＲＦコイル１４ｂは、表面コイルであり、たとえば、磁気共鳴信号を受信する。

クレードル１５は、被検体ＳＵを載置するテーブルを有する。クレードル１５は、制御部３０からの制御信号に基づいて、撮像空間Ｂの内部と外部との間においてテーブルを移動する。

ＲＦ駆動部２２は、ＲＦコイル部１４を駆動させて撮像空間Ｂ内にＲＦパルスを送信させて、撮像空間Ｂに高周波磁場を形成させる。ＲＦ駆動部２２は、制御部３０からの制御信号に基づいて、ゲート変調器（図示なし）を用いてＲＦ発振器（図示なし）からの信号を所定のタイミングおよび所定の包絡線の信号に変調した後に、そのゲート変調器により変調された信号を、ＲＦ電力増幅器（図示なし）によって増幅してＲＦコイル部１４に出力し、ＲＦパルスを送信させる。

勾配駆動部２３は、制御部３０からの制御信号に基づいて、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像空間Ｂ内に勾配磁場を発生させる。勾配駆動部２３は、３系統の勾配コイル部１３に対応して３系統の駆動回路（図示なし）を有する。

データ収集部２４は、制御部３０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。ここでは、データ収集部２４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（図示なし）の出力を参照信号として位相検波器（図示なし）が位相検波する。その後、Ａ／Ｄ変換器（図示なし）を用いて、このアナログ信号である磁気共鳴信号をデジタル信号に変換して出力する。

操作コンソール部３について説明する。

操作コンソール部３は、図１に示すように、制御部３０と、データ処理部３１と、操作部３２と、表示部３３と、記憶部３４とを有する。

操作コンソール部３の各構成要素について、順次、説明する。

制御部３０は、コンピュータと、コンピュータに所定のデータ処理を実行させるプログラムを記憶するメモリとを有しており、各部を制御する。ここでは、制御部３０は、操作部３２からの操作データが入力され、その操作部３２から入力される操作データに基づいて、ＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とデータ収集部２４とのそれぞれに制御信号を出力し、所定のスキャンを実行させる。そして、これと共に、データ処理部３１と表示部３３と記憶部３４とへ、制御信号を出力し、制御を行う。

データ処理部３１は、コンピュータと、そのコンピュータを用いて所定のデータ処理を実行するプログラムを記憶するメモリとを有しており、制御部３０からの制御信号に基づいて、データ処理を実施する。ここでは、データ処理部３１は、スキャン部２がスキャンを実行することによって得られた磁気共鳴信号をローデータとし、被検体ＳＵの撮影領域についての画像を生成する。そして、データ処理部３１は、その生成した画像を表示部３３に出力する。

図２は、本発明にかかる実施形態において、データ処理部３１を示すブロック図である。

図２に示すように、データ処理部３１は、画像再構成部１３１と、送信感度分布生成部１３２と、画像補正部１３３とを有する。

ここで、画像再構成部１３１は、被検体ＳＵの撮影領域についての本スキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号を、ローデータとして、その被検体ＳＵの撮影領域についての本スキャン画像を画像再構成する。また、被検体ＳＵの撮影領域についての本スキャンの実施前に実施された参照スキャンによって得られた磁気共鳴信号を、ローデータとして、その被検体ＳＵの撮影領域についての参照スキャン画像を画像再構成する。本実施形態においては、画像再構成部１３１は、上記のようにスキャン部２によって順次実施された複数の参照スキャンのそれぞれに対応するように、この参照スキャン画像を、複数、画像再構成する。ここでは、画像再構成部１３１は、実画像または虚画像を、その参照スキャン画像として画像再構成する。

また、送信感度分布生成部１３２は、画像再構成部１３１にて再構成された参照画像に基づいて、送信感度分布を生成する。本実施形態においては、送信感度分布生成部１３２は、画像再構成部１３１によって再構成された複数の参照スキャン画像の間において、複数の参照スキャンが実施された順に対応して推移する画素値の推移データから、その推移データの画素値の平均値を差分することによって補正データを算出する。その後、その補正データを高速フーリエ変換することによって周波数スペクトラムを算出し、その算出された周波数スペクトラムに基づいて、送信感度分布を生成する。

また、画像補正部１３３は、送信感度分布生成部１３２によって生成された送信感度分布を用いて、画像再構成部１３１によって再構成された本スキャン画像を補正する。

データ処理部３１については、上記のように構成されている。

操作部３２は、キーボードやポインティングデバイ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データが入力され、その操作データを制御部３０に出力する。

表示部３３は、ＣＲＴなどの表示デバイスにより構成されており、制御部３０からの制御信号に基づいて、表示画面に画像を表示する。たとえば、表示部３３は、オペレータによって操作部３２に操作データが入力される入力項目についての画像を表示画面に複数表示する。また、表示部３３は、被検体ＳＵからの磁気共鳴信号に基づいて生成される被検体ＳＵの画像についてのデータをデータ処理部３１から受け、表示画面にその画像を表示する。本実施形態においては、表示部３３は、送信感度分布生成部１３２によって生成された送信感度分布を画面に表示する。また、表示部３３は、画像補正部１３３によって補正された本スキャン画像を表示する。

記憶部３４は、メモリにより構成されており、各種データを記憶している。記憶部３４は、その記憶されたデータが必要に応じて制御部３０によってアクセスされる。

（動作）
以下より、上記の本発明にかかる実施形態の磁気共鳴イメージング装置１を用いて、被検体ＳＵの撮影領域を撮像する際の動作について説明する。

図３は、本発明にかかる実施形態において、被検体ＳＵの撮影領域を撮像する際の動作を示すフロー図である。

まず、図３に示すように、参照スキャンＲＳの実施を行う（Ｓ１１）。

ここでは、本スキャンＡＳにて撮像される被検体ＳＵの撮影領域へＲＦコイル部１４がＲＦパルスを送信し、その被検体ＳＵの撮影領域にて発生する磁気共鳴信号をＲＦコイル部１４が受信する参照スキャンＲＳｎを、スキャン部２が実施する。たとえば、ＥＰＩ（ｅｃｈｏ ｐｌａｎａｒ ｉｍａｇｉｎｇ）にて、この参照スキャンＲＳｎを実施する。

本実施形態においては、フリップアングルが段階的に変化するように、ＲＦパルスＲＦを送信させることによって、参照スキャンＲＳを、複数回（ｎ回）実施する。たとえば、所定値ΔＢ１ごとにＲＦ強度Ｂ１を増加させるように、参照スキャンＲＳのそれぞれを、順次、実施する。すなわち、第１回目の参照スキャンＲＳ_１においては、ＲＦ強度ΔＢ１になるようにＲＦパルスを送信し、第２０回目の参照スキャンＲＳ_２０においては、そのＲＦ強度ΔＢ１を２０倍したＲＦ強度（ΔＢ１×２０）に対応するように、ＲＦパルスを送信する。そして、この入力したＲＦ強度Ｂ１に対して、撮像対象内部では空間位置ｒに依存して誘導電磁場が生じるため、実際に発生する高周波磁場は、Ｂ１（ｒ）となる。

図４は、本発明にかかる実施形態において、参照スキャンＲＳを実施する様子を模式的に示す図である。

図４に示すように、この各参照スキャンＲＳにおいては、たとえば、一定の時間τで印振幅を段階的に変えたハードパルスとして、そのＲＦパルスＲＦを送信する。これは、スポイラー勾配磁場（図示なし）の前に送信する。そして、上述したように、データ収集ＤＡにおいては、ＥＰＩシーケンスにて、磁気共鳴信号を収集する。

つぎに、図３に示すように、参照画像ＲＩ（ｒ）の生成を実施する（Ｓ２１）。

ここでは、上記のようにスキャン部２によって順次実施された複数の参照スキャンＲＳｎのそれぞれに対応するように、複数の参照スキャン画像ＲＩ（ｒ）を画像再構成部１３１が画像再構成する。本実施形態においては、上記のように、２０回の参照スキャンＲＳ_１〜２０を実施しているために、その２０回の参照スキャンＲＳ_１〜２０のそれぞれにて得た磁気共鳴信号を用いて、２０枚の参照画像ＲＩ_１〜２０（ｒ）のそれぞれを画像再構成する。ここでは、たとえば、実画像を、この参照スキャン画像ＲＩｎ（ｒ）として画像再構成部１３１が画像再構成する。なお、虚画像を参照スキャン画像ＲＩｎ（ｒ）として画像再構成部１３１が画像再構成してもよい。これは、本手法においては、各画素におけるプリパレーションパルスによる効果を観測するため、画素間での相対位相の一致が不要であるためである。また、この他に、このプリパレーションパルスによってスピンが反転したか否かを判別するために、相対位相を調整し、符号を付するように、画像再構成を実施してもよい。

つぎに、図３に示すように、送信感度分布ΔＢ１（ｒ）の算出を実施する（Ｓ３１）。

ここでは、画像再構成部１３１にて再構成された参照画像に基づいて、送信感度分布生成部１３２が送信感度分布ΔＢ１（ｒ）を生成する。

図５は、本発明にかかる実施形態において、送信感度分布生成部１３２が送信感度分布ΔＢ１（ｒ）を生成する際の動作を示すフロー図である。

送信感度分布ΔＢ１（ｒ）を生成する際には、まず、図５に示すように、複数の参照スキャン画像ＲＩｎ（ｒ）の間において、複数の参照スキャンＲＳが実施された順に対応して推移する画素値Ｐ（ｒ）の推移データＳｒ（ｎ）を算出する（Ｓ３１１）。

図６は、本発明にかかる実施形態において、複数の参照スキャンＲＳが実施された順に対応して推移する画素値Ｐ（ｒ）の推移データＳｒ（ｎ）を算出する様子を示す図である。また、図７は、本発明にかかる実施形態において、複数の参照スキャン画像ＲＩｎ（ｒ）の間にて、複数の参照スキャンＲＳが実施された順に対応して推移する画素値Ｐ（ｒ）の推移データＳｒ（ｎ）を示す図である。図７においては、横軸が、フリップアングルが段階的に変化するように実施された参照スキャンＲＳの実施回数ｎであり、縦軸が、そのスキャンにおいて得られた画像を構成する画素の画素値Ｐ（ｒ）である。

ここでは、図６に示すように、参照スキャン画像ＲＩｎ（ｒ）にて特定の画素位置（ｒｉ）を特定した後に、複数の参照スキャン画像ＲＩｎ（ｒ）の間において、その画素位置（ｒｉ）に対応する画素の画素値Ｐ（ｒｉ）をそれぞれ抽出する。そして、参照スキャンＲＳが実施された順に、その画素値Ｐ（ｒｉ）を並べる。これにより、複数の参照スキャンＲＳが実施された順に対応して推移する画素値Ｐ（ｒ）の推移データＳｒ（ｎ）を算出する。前述したように、図７に示すように、参照スキャン画像がＴ１緩和の影響を受けている場合には、推移データＳｒ（ｎ）は、ベースラインがシフトするように算出される。

つぎに、図５に示すように、推移データＳｒ（ｎ）の画素値Ｐ（ｒ）の平均値Ａｖ（ｒ）を算出する（Ｓ３２１）。

たとえば、各参照画像ＲＩｎ（ｒ）のそれぞれにおいて所定の画素位置（ｒｉ）に位置する画素の画素値Ｐ（ｒｉ）を加算した後に、参照画像ＲＩｎ（ｒ）の枚数ｎで割ることによって、この平均値Ａｖ（ｒｉ）を算出する。そして、このような処理を、全画素位置について実施する。

つぎに、推移データＳｒ（ｎ）から、その推移データＳｒ（ｎ）の画素値Ｐ（ｒ）の平均値Ａｖ（ｒ）を差分することによって補正データＨｒ（ｎ）を算出する（Ｓ３３１）。

図８は、本発明にかかる実施形態において、補正前の推移データＳｒ（ｎ）と、補正データＨｒ（ｎ）とを示す図である。

図８（Ａ）に示すように、参照スキャン画像がＴ１緩和の影響を受けることによって、ベースラインがシフトするように算出された推移データＳｒ（ｎ）が、図８（Ｂ）に示すように、その平均値Ａｖ（ｒ）が差分されることによって、ベースラインに近づくように補正された補正データＨｒ（ｎ）が得られる。

つぎに、補正データＨｒ（ｎ）を高速フーリエ変換することによって、周波数スペクトラムデータＳｐ（ｒ）を算出する（Ｓ３４１）。

図９は、本発明にかかる実施形態において、算出された周波数スペクトラムデータＳｐ（ｒ）を示す図である。

図９に示すように、ここでは、周波数スペクトラムデータＳｐ（ｒ）は、ＤＣ成分が、Ｂ１による変調成分よりも、小さくなるように算出される。なお、本実施形態においては、周波数分解能の向上のために、ゼロフィリング処理を実施後に、上記のようにして、周波数スペクトラムデータＳｐ（ｒ）を算出する。

つぎに、周波数スペクトラムデータＳｐ（ｒ）に基づいて、送信感度分布ΔＢ１（ｒ）を生成する（Ｓ３５１）。

ここでは、周波数スペクトラムデータＳｐ（ｒ）に基づいて、送信感度分布生成部１３２が送信感度分布ΔＢ１（ｒ）を算出する。具体的には、以下の数式（１）に示すように、周波数スペクトラムデータＳｐ（ｒ）におけるピーク周波数ｆｍａｘ（ｒ）を用いて、送信感度分布ΔＢ１（ｒ）を算出する。

なお、本数式（１）は、以下のようにして導かれる。

つまり、Ｔ１，Ｔ２緩和および飽和効果の影響を排除した場合には、以下の数式（２），数式（３）に示すように、Ｍｚ（ｒ，ｎ）が収集されるため、Ｍｚ（ｒ，ｎ）は、段階的にΔＢ１ごとにＲＦ強度を増加させてｎ回の参照スキャンＲＳを順次実施する場合には、数式（４），数式（５）のように示される。ここで、本数式において、Ｍｏは、平衡状態の磁化を示す。また、ｒは、空間位置を示す。また、ν１（ｒ，ｎ）は、ＲＦ分布において歳差運動した際の周波数（ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を示す。また、γは、磁気回転比を示す。

このため、本実施形態においては、数式（５）おけるν１（ｒ，ｎ）のデータを、周波数スペクトラムデータＳｐ（ｒ）におけるピーク周波数ｆｍａｘ（ｒ）として取得するため、数式（１）に示すような関係が導かれる。

上記のようにして、送信感度分布ΔＢ１（ｒ）を生成した後には、図３に示すように、本スキャンＡＳの実施を行なう（Ｓ５１）。

ここでは、静磁場が形成された撮像空間ＢにおいてＲＦコイル部１４が被検体ＳＵの撮影領域へＲＦパルスを送信し、そのＲＦパルスが送信された撮影領域にて発生する磁気共鳴信号をＲＦコイル部１４が本スキャンデータとして受信することによって、本スキャンＡＳが実施される。たとえば、スピンエコー系列やグラディエントエコー系列のパルスシーケンスに従って、本スキャンＡＳが実施される。

つぎに、図３に示すように、本スキャン画像ＡＩ（ｒ）の生成を行なう（Ｓ６１）。

ここでは、本スキャンＡＳの実施によって本スキャンデータとして得られた磁気共鳴信号をローデータとし、その撮影領域についての本スキャン画像ＡＩ（ｒ）を画像再構成部１３１が生成する。

つぎに、図３に示すように、本スキャン画像ＡＩ（ｒ）の補正を行なう（Ｓ７１）。

ここでは、画像再構成部１３１が生成した本スキャン画像ＡＩ（ｒ）を、画像補正部１３３が、送信感度分布ΔＢ１（ｒ）を用いて補正処理する。

たとえば、グラディエント・エコー法にてスキャンを実施した場合においては、以下の数式（６）に示すように、送信感度分布ΔＢ１（ｒ）を用いて、本スキャン画像ＡＩ（ｒ）から、補正処理後の本スキャン画像ＡＩｃ（ｒ）を生成する。なお、本数式（６）において、ＦＡは、本スキャン画像を撮像する際のスキャンにおけるフリップアングルであり、Ｂ１は、入力したＲＦ強度であり、Ｂ１（ｒ）は、この入力したＲＦ強度において実測されたＲＦ強度であって、Ｂ１（ｒ）＝ΔＢ１（ｒ）・ｎにて示される。また、ｎは、参照スキャンを実施した際のスキャン回数であって、そのスキャンにて得た信号強度が１周期した回数（たとえば、ｎ＝２０）である。

つぎに、図３に示すように、補正処理後の本スキャン画像ＡＩｃ（ｒ）の表示を行なう（Ｓ８１）。

ここでは、画像補正部１３３によって補正処理された後の本スキャン画像ＡＩｃ（ｒ）を、表示部３３が表示画面に表示する。

以上のように、本実施形態においては、本スキャンと参照スキャンとをスキャン部２が実施する。そして、そのスキャン部２が本スキャンを実施することによって得られた磁気共鳴信号に基づいて、撮影領域の本スキャン画像を再構成すると共に、スキャン部２が参照スキャンを実施することによって得られた磁気共鳴信号に基づいて、撮影領域の参照スキャン画像を画像再構成部１３１が再構成する。そして、その画像再構成部１３１にて再構成された参照画像に基づいて、送信感度分布生成部１３２が送信感度分布を生成する。そして、その送信感度分布生成部１３２によって生成された送信感度分布を用いて、画像再構成部１３１によって生成された本スキャン画像を画像補正部１３３が補正する。ここでは、スキャン部２は、フリップアングルが段階的に変化するように、ＲＦ送信コイルからＲＦパルスを送信させることによって、参照スキャンを、複数、実施する。そして、画像再構成部１３１は、そのスキャン部２によって順次実施された複数の参照スキャンのそれぞれに対応するように、参照スキャン画像を、複数、画像再構成する。そして、送信感度分布生成部１３２は、その画像再構成部１３１によって再構成された複数の参照スキャン画像の間において参照スキャンの実施に対応して推移する画素値の推移データから、その推移データにおける画素値の平均値を差分することによって補正データを算出する。その後、その補正データを高速フーリエ変換することによって周波数スペクトラムを算出し、その算出された周波数スペクトラムに基づいて送信感度分布を生成する。このため、本実施形態は、高速フーリエ変換後の推移データにおいてＤＣ成分が発生することを抑制できるため、ＲＦパルスによる変調成分の検出が容易になり、送信感度分布を高精度に計測することが容易に実施することができる。したがって、本実施形態は、画像品質を向上させることが容易にできる。

なお、上記の実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、本発明の磁気共鳴イメージング装置に相当する。また、上記の実施形態のスキャン部２は、本発明のスキャン部に相当する。また、上記の実施形態の操作コンソール部３は、本発明の送信感度分布計測装置に相当する。また、上記の実施形態の第１ＲＦコイル１４ａは、本発明のＲＦ送信コイルに相当する。また、上記の実施形態の表示部３３は、本発明の表示部に相当する。また、上記の実施形態の画像再構成部１３１は、本発明の画像再構成部に相当する。また、上記の実施形態の送信感度分布生成部１３２は、本発明の送信感度分布生成部に相当する。また、上記の実施形態の画像補正部１３３は、本発明の画像補正部に相当する。また、上記の実施形態の撮像空間Ｂは、本発明の静磁場空間に相当する。

また、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、種々の変形例を採用することができる。

図１は、本発明にかかる実施形態において、磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す構成図である。 図２は、本発明にかかる実施形態において、データ処理部３１を示すブロック図である。 図３は、本発明にかかる実施形態において、被検体ＳＵの撮影領域を撮像する際の動作を示すフロー図である。 図４は、本発明にかかる実施形態において、参照スキャンＲＳを実施する様子を模式的に示す図である。 図５は、本発明にかかる実施形態において、送信感度分布生成部１３２が送信感度分布ΔＢ１（ｒ）を生成する際の動作を示すフロー図である。 図６は、本発明にかかる実施形態において、複数の参照スキャンＲＳが実施された順に対応して推移する画素値Ｐ（ｒ）の推移データＳｒ（ｎ）を算出する様子を示す図である。 図７は、本発明にかかる実施形態において、複数の参照スキャン画像ＲＩｎ（ｒ）の間にて、複数の参照スキャンＲＳが実施された順に対応して推移する画素値Ｐ（ｒ）の推移データＳｒ（ｎ）を示す図である。 図８は、本発明にかかる実施形態において、補正前の推移データＳｒ（ｎ）と、補正データＨｒ（ｎ）とを示す図である。 図９は、本発明にかかる実施形態において、算出された周波数スペクトラムデータＳｐ（ｒ）を示す図である。 図１０は、再構成した複数の参照スキャン画像の間において参照スキャンの実施に対応して推移する画素値の推移データと、その推移データを高速フーリエ変換したデータとを示す図である。

符号の説明

１：磁気共鳴イメージング装置（磁気共鳴イメージング装置）
２：スキャン部（スキャン部）、
３：操作コンソール部（送信感度分布計測装置）、
１２：静磁場マグネット部、
１３：勾配コイル部、
１４：ＲＦコイル部、
１４ａ…第１ＲＦコイル（ＲＦ送信コイル）、
１４ｂ…第２ＲＦコイル
１５：クレードル、
２２：ＲＦ駆動部、
２３：勾配駆動部、
２４：データ収集部、
３０：制御部、
３１：データ処理部、
３２：操作部、
３３：表示部（表示部）、
３４：記憶部、
１３１：画像再構成部（画像再構成部）、
１３２：送信感度分布生成部（送信感度分布生成部）、
１３３：画像補正部（画像補正部）
Ｂ：撮像空間（静磁場空間）

Claims (10)

1. 静磁場空間においてＲＦ送信コイルが被検体の撮影領域へＲＦパルスを送信し、前記ＲＦパルスが送信された前記撮影領域にて発生する磁気共鳴信号を得るスキャンを実施した後に、前記スキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、前記撮影領域についての画像を生成する磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記スキャンとして、本スキャンと参照スキャンとを実施するスキャン部と、
   前記スキャン部が前記本スキャンを実施することによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて、前記撮影領域の本スキャン画像を再構成すると共に、前記スキャン部が前記参照スキャンを実施することによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて、前記撮影領域の参照スキャン画像を再構成する画像再構成部と、
   前記画像再構成部にて再構成された参照画像に基づいて、前記送信感度分布を生成する送信感度分布生成部と、
   前記送信感度分布生成部によって生成された送信感度分布を用いて、前記画像再構成部によって生成された本スキャン画像を補正する画像補正部と
   を有し、
   前記スキャン部は、フリップアングルが段階的に変化するように、前記ＲＦ送信コイルから前記ＲＦパルスを送信させることによって、複数の前記参照スキャンを実施し、
   前記画像再構成部は、前記スキャン部によって順次実施された複数の参照スキャンのそれぞれに対応するように、複数の前記参照スキャン画像を画像再構成し、
   前記送信感度分布生成部は、前記画像再構成部によって再構成された複数の参照スキャン画像の間において前記参照スキャンの実施に対応して推移する画素値の推移データから、前記推移データにおける画素値の平均値を差分することによって補正データを算出した後に、前記補正データを高速フーリエ変換することによって周波数スペクトラムを算出し、前記算出された周波数スペクトラムに基づいて前記送信感度分布を生成する
   磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記画像再構成部は、実画像または虚画像を、前記参照スキャン画像として画像再構成する
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記画像を画面に表示する表示部
   を有し、
   前記表示部は、前記送信感度分布生成部によって生成された送信感度分布を前記画面に表示する
   請求項１または２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記表示部は、前記画像補正部によって補正された前記本スキャン画像を表示する
   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。
5. 静磁場空間において被検体の撮影領域にＲＦパルスを送信することによって前記撮影領域において磁気共鳴信号を生じさせるＲＦ送信コイルの送信感度分布を計測する送信感度分布計測装置であって、
   前記ＲＦ送信コイルから前記撮影領域に前記ＲＦパルスを送信するスキャンが実施されることによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて、前記撮影領域の画像を再構成する画像再構成部と、
   前記画像再構成部にて再構成された画像に基づいて、前記送信感度分布を生成する送信感度分布生成部と
   を有し、
   前記画像再構成部は、フリップアングルが段階的に変化するように前記ＲＦ送信コイルから前記ＲＦパルスを送信することによって、複数回、順次実施された前記スキャンのそれぞれに対応するように、複数の前記画像を画像再構成し、
   前記送信感度分布生成部は、前記画像再構成部にて再構成された複数の画像の間において前記スキャンの実施に対応して推移する画素値の推移データから、前記推移データにおける画素値の平均値を差分することによって補正データを算出した後に、前記補正データを高速フーリエ変換することによって周波数スペクトラムを算出し、前記算出された周波数スペクトラムに基づいて前記送信感度分布を生成する
   送信感度分布計測装置。
6. 前記画像再構成部は、実画像または虚画像を、前記画像として画像再構成する
   請求項５に記載の送信感度分布計測装置。
7. 前記画像を画面に表示する表示部
   を有し、
   前記表示部は、前記送信感度分布生成部によって生成された送信感度分布を前記画面に表示する
   請求項５または６に記載の送信感度分布計測装置。
8. 静磁場空間において被検体の撮影領域にＲＦパルスを送信することによって前記撮影領域において磁気共鳴信号を生じさせるＲＦ送信コイルの送信感度分布を計測する送信感度分布計測方法であって、
   前記撮影領域に前記ＲＦ送信コイルから前記ＲＦパルスを送信するスキャンが実施されることによって得られた磁気共鳴信号に基づいて、前記撮影領域の画像を再構成する画像再構成ステップと、
   前記画像再構成ステップにて再構成された画像に基づいて、前記送信感度分布を生成する送信感度分布生成ステップと
   を有し、
   前記画像再構成ステップにおいては、フリップアングルが段階的に変化するように前記ＲＦ送信コイルから前記ＲＦパルスを送信することによって、複数回、順次実施された前記スキャンのそれぞれに対応するように、複数の前記画像を画像再構成し、
   前記送信感度分布生成ステップにおいては、前記画像再構成ステップにて再構成された複数の画像の間において前記スキャンの実施に対応して推移する画素値の推移データから、前記推移データにおける画素値の平均値を差分することによって補正データを算出した後に、前記補正データを高速フーリエ変換することによって周波数スペクトラムを算出し、前記算出された周波数スペクトラムに基づいて前記送信感度分布を生成する
   送信感度分布計測方法。
9. 前記画像再構成ステップにおいては、実画像または虚画像を、前記画像として画像再構成する
   請求項８に記載の送信感度分布計測方法。
10. 前記画像を画面に表示する表示ステップ
    を有し、
    前記表示ステップにおいては、前記送信感度分布生成ステップにて生成された送信感度分布を前記画面に表示する
    請求項８または９に記載の送信感度分布計測方法。

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