JP4969933B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Description
この傾斜磁場は、通常3軸方向の傾斜磁場が用いられ、撮影方法によって、それら傾斜磁場を印加するタイミングや傾斜磁場の波形や印加量が決められている。
この残留磁場は、傾斜磁場パルスの印加を止めても、印加した傾斜磁場パルスの波形、印加した方向、および印加履歴に応じた残留磁場が残ってしまい、その結果として撮影空間の静磁場を複雑に歪ませる。
特許文献1の補正技術は、傾斜磁場パルスを印加する方向と波形を色々変えて傾斜磁場パルスによって誘起される渦電流磁場や残留磁場の不整磁場を時間的および空間的に計測することで、不整磁場の各種依存性に関する較正データを取得し、この較正データに基づいてシムコイルや局在コイル若しくは傾斜磁場パルス発生系に対して補正電流を即時印加して補正するものである。
このような渦電流磁場の補正の問題は、上記特許文献1に開示されている残留磁場の補正においても同様である。
また、上記成分算出手段は、前記特性データから励起断面領域の不整磁場データを抽出する抽出手段を備え、この抽出手段で抽出した不整磁場データから不整磁場の補正対象となる励起断面の1次勾配成分と分極成分を算出する手段であることを特徴とする。
このように、前記補正コイルに特別なコイルを用いる必要が無く、装置構成の簡単化を図ることが可能となる。
最初に、本発明が適応されるMRI装置の概略を図1により説明する。
図1は本発明が適用されるMRI装置の全体構成を示すブロック図である。
このMRI装置は、NMR現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、同図に示すように静磁場発生系1と、傾斜磁場発生系2と、送信系3と、受信系4と、信号処理系5と、シーケンサ6と、中央処理装置(CPU)7と、操作部8とを備えて構成される。
高周波発振器12から出力された高周波パルスをシーケンサ6からの指令によるタイミングで変調器13により振幅変調し、高周波増幅器14で増幅した後に被検体9に近接して配置された送信側の高周波コイル15に供給することにより、RFパルスが被検体9に照射される。
このエコー信号は増幅器17で増幅された後、シーケンサ6からの指令によるタイミングで直交位相検波器18により直交する二系統の信号に分離され、それぞれがA/D変換器19でディジタル量に変換されてエコーデータとして信号処理系5に送られる。
この操作部8はディスプレイ23に近接して配置され、操作者がディスプレイ23を見ながら操作部8を通してインタラクティブにMRI装置の処理を制御する。
プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を2次元もしくは3次元的に撮像する。
図2は、本発明の第1の実施形態による渦電流磁場及び残留磁場の補正を行う処理のフローチャートである。
先ず、ステップS201で上記公知の技術を用いて渦電流磁場及び残留磁場を計測し、この計測結果を用いて渦電流及び残留磁場特性を個々のMRI装置に適した形式のデータリストを作成し、これを特性データとして図1の磁気ディスク24に記憶しておく。前記特性データは、不整磁場を特徴付ける変数(時定数、振幅)を数値化したもので、この特性データは、渦電流及び残留磁場の空間依存性を撮影空間に亘って位置情報も含めて計測したものである。
また、渦電流及び残留磁場の計測に用いるMRI用ファントムも撮影空間の必要な領域を占める任意のものでよい。
このステップS202は、本発明の第1の実施形態における要部の処理で、前記ステップS201で計測した特性データを用いて以下の処理により渦電流磁場及び残留磁場の補正値を算出する。
これは、上記ステップS201の特性データの様式とした図3のX-Y平面、Y-Z平面、Z-X平面の基準3平面上の2点を用いて補正値を算出する手法で、例えば、X方向の渦電流補正値を求める場合は、Y=0におけるX-Z平面の特性データを用いる。
g(ti)=[B(x2,ti)−B(x1,ti)]/(x2−x1) (1)
B0(ti)=[B(x2,ti)+B(x1,ti)]/2−[g(ti)(x2+x1)] (2)
上記(式2)において、x1=−x2を満たす2点を選ぶとB0(ti)=[B(x2,ti)+B(x1,ti)]/2となりB0(ti)の計算が更に容易になる。
すなわち、Y方向の各位置にて求めた1次勾配成分をg(yj,ti)、分極成分をB0(yj,ti)とすると、本手法で求められる補正値は(式3),(式4)となる。
上記ステップS202で求めた補正値は当該MRI装置の適当な記憶装置、例えば図1の磁気ディスク24にデータリストとして保存され、撮影前に図4に示す不整磁場補正装置30に転送される。
図5は、本発明の第2の実施形態による渦電流磁場及び残留磁場の補正を行う処理のフローチャートである。
本発明の第2の実施形態は、上記第1の実施形態のように補正値を平均化して装置固有の補正値として保持するのではなく、撮影空間の位置に応じた補正値をそのままMRI装置の記憶装置(例えば、図1の磁気ディスク24)に保持しておき、励起断面(撮影位置)に応じて前記補正値を前記記憶装置から抽出するものである。
上記第1の実施形態と同様に、公知の技術を用いて渦電流磁場及び残留磁場を計測し、この計測結果を用いて渦電流及び残留磁場特性を個々のMRI装置に適した形式のデータリストを作成し、これを特性データとして図1の磁気ディスク24に記憶しておく。
図1の操作部26から入力して設定した臨床計測における励起位置・幅(励起断面)と一致する領域の不整磁場データを撮影前に前記ステップS501のデータリストから抽出する。
例えば図6に示すような2次元計測の場合は、MRI装置の撮影空間に渡って予め計測しておいた補正データ602の中から励起断面601の位置に対応するデータを抽出する。
上記ステップS502で抽出した不整磁場データの平均値を算出し、それを励起部位の不整磁場補正値とする。
この不整磁場補正値は、上記(式3),(式4)式を用いて励起断面に渡って平均化した値である。
上記ステップS503で求めた補正値は当該MRI装置の適当な記憶装置、例えば図1の磁気ディスク24にデータリストとして保存され、撮影前に図4に示す不整磁場補正装置30に転送される。
不整磁場補正装置30は、前述の様にして求めた不整磁場の時間・空間依存性に対応して、傾斜磁場発生系2の各傾斜磁場コイル33(図1における10と同じ)に対して補正電流を即時印加して不整磁場の補正を行う。
この場合、励起断面に近い不正磁場データを702から選択し、次のステップS503で前記不正磁場を補間により求めて補正値を決定する。
また、3次元撮影の場合も、2次元撮影と同様の処理をスラブ毎に行い、励起スラブ位置に応じた補正値を算出して不整磁場を補正する。
これによって、簡素な装置構成によりその補正制御も簡素なものとなり、不整磁場による画質劣化を低減して実用的な磁気共鳴イメージング装置を得ることが可能となる。
この場合は、不整磁場調整装置30a’と補正データテーブル30b’とから成る不整磁場補正装置30’を図8のように構成し、上記第1の実施形態又は第2の実施形態で算出した補正データに基づく補正電流を傾斜磁場コイル31(図1の10)とシムコイル及び/又は局在コイル32に分担して流し、不整磁場を補正するようにしても良い。
Claims (6)
- 計測空間に静磁場を与える静磁場発生手段と、スライス方向と位相エンコード方向と周波数エンコード方向のそれぞれに傾斜磁場を与える傾斜磁場発生手段と、前記傾斜磁場の印加によって誘起される不整磁場を補正する補正コイル及び撮影空間成分毎の前記不整磁場の特性データを備え、該特性データに基づいて該補正コイルに供給する電流を制御することによって前記不整磁場を補正制御する補正磁場制御手段を備えた磁気共鳴イメージング装置において、前記補正磁場制御手段は、前記特性データから前記不整磁場の1次勾配成分と分極成分を算出する成分算出手段と、該成分算出手段で算出した1次勾配成分と分極成分の平均値を算出する平均値算出手段と、該平均値算出手段で算出した前記1次勾配成分と分極成分の平均値から前記補正コイルに供給する電流を算出する補正電流算出手段とを備えて成る磁気共鳴イメージング装置。
- 前記成分算出手段は、前記不整磁場の補正対象となる軸と平行な方向の不整磁場の1次勾配成分と分極成分を算出する手段であることを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記成分算出手段は、前記特性データから励起断面領域の不整磁場データを抽出する抽出手段を備え、この抽出手段で抽出した不整磁場データから不整磁場の補正対象となる励起断面の1次勾配成分と分極成分を算出する手段であることを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記特性データは撮影空間に対して疎らな位置での不正磁場データであって、前記抽出手段は、前記疎らな位置での不正磁場データから前記励起断面に近い該断面を囲む少なくとも二つの断面の不正磁場データを選択する選択手段と、この選択手段で選択した不正磁場データを用いて補間によって前記励起断面の不整データを算出する手段とを備えて成る請求項3に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記補正コイルは前記傾斜磁場コイルであって、前記補正電流を前記傾斜磁場コイルに流れる傾斜磁場電流に重畳して供給して成る請求項1乃至4のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- さらに、前記静磁場発生手段による静磁場を均一にするシムコイル及び/又は局在コイルを備え、前記補正コイルは、前記傾斜磁場コイルと前記シムコイル及び/又は局在コイルであって、前記補正電流算出手段は、この手段で算出した補正電流を前記シムコイル及び/又は局在コイルと前記傾斜磁場コイルに分担して供給する補正電流分担手段を備えて成る請求項5に記載の磁気共鳴イメージング装置。
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