JP5074211B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Description
すなわち、上記従来技術において、テーブルをステップ毎、あるいは連続的に移動させて撮像する場合、テーブルの移動精度が低い場合には、本来意図した位置とは異なる被検体上の位置で取得した信号のデータをフーリエ変換等して被検体の画像を再構成するため、ムービングテーブル撮像方法の場合画像全体に流れ状アーチファクトが生じる問題があり、マルチステーション撮像方法の場合には、テーブルの移動量が多すぎた場合には隣合うステーション間で隙間(磁気共鳴信号を得られなかった空間的領域)が生じるという問題がある。特許文献3では、移動する被検体を撮像する場合に得られる画像のアーチファクトを、ナビゲーターエコーを用いて補正する技術が開示されているが、テーブルの移動精度の低さ(本来意図した場所と異なる被検体上の位置のデータを取得した場合にその誤差)をどのように検出して画質劣化を低減するかに関する技術は開示されていない。
前記位置あるいは速度の設定値に対する誤差を検出する移動誤差検出手段と、前記位置誤差検出手段により検出された誤差を補正する補正手段を備えたことを特徴とするMRI装置が提供される。
静磁場発生系1は、被検体8の周りの空間(撮影空間)に均一な静磁場を発生させるもので、永久磁石方式、常電導方式或いは超電導方式等の磁石装置からなる。
図2において、このMRI装置は、被検体8を搭載するベッド28と、被検体8の周囲に静磁場を発生する磁石29と、静磁場空間内の撮像空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル9と、撮像空間に高周波磁場を発生する高周波(RF)照射コイル14と、被検体8が発生するNMR信号を検出する高周波受信コイル(RFプローブ)15とを備えている。
さらに、MRI装置は、傾斜磁場電源10、RF送信部30、信号検出部31、モニタ機器32、ベッド制御部33、信号処理部34、制御部35および表示部36を備えている。
実施例2のMRI装置は、実施例1と同様にナビゲーターエコーによりテーブル37の位置を把握しながら被検体画像を取得する構成であるが、第1の実施の形態と異なりテーブル37に固定されたスケールを用いず、被検体8の構造そのものを位置把握の指標に用いる例である。
このように実施例2では、実施例1とは異なり、スケールを用いることなくテーブル37の移動距離を高精度でモニターできる。また、スケールを用いないため、撮影断面画像102上に、スケールの断面が表示されないという利点もある。
この場合、ナビゲーターシーケンスを実施することなく、被検体8内の構造を反映したプロファイルを取得することができるため、ナビゲーターシーケンスの実行時間により撮像時間を延長することなく、テーブル移動量を取得できるという効果が得られる。
実施例3では、実施例1と同様にナビゲーターエコーによりテーブル37の位置を把握しながら被検体画像を取得する構成であるが、実施例1と異なりナビゲーターシーケンスにおいて、フェイズコントラスト(PC)法を使ってテーブル移動位置を連続的にモニタする。
図11(a)に示したようにテーブル37には、NMR信号を発生する物質により構成されたスケール111が取り付けられている。ただし、実施例3におけるスケールは、実施例1のように櫛形ではなく、長手方向に一様な角柱形状である。本実施例では、このスケール111について図12に示したような1次元のPCシーケンスによりエコー信号(以後、ナビゲーターPCエコーと呼ぶことにする)を取得することにより、テーブル37の移動量を計測する。ナビゲーターPCエコーの取得領域は、図11(b)の撮影断面画像112の111に示すようにスケール113を含むように設定される。
なお、撮影シーケンスで取得される断層像は、例えば図11(b)の撮像断面画像112で示したように被検体8の断層とともに画像の右下にスケール111の断面が表示される。
実施例4では、実施例3と同様にフェイズコントラスト(PC)法を使ってテーブル移動位置を連続的にモニタする構成であるが、実施例3と異なり、スケールの代わりに被検体8の構造そのものを位相量把握に用いることである。より具体的には脳実質や、骨格筋、など被検体として呼吸心拍等により動きがない部位を位相量計測のために利用し、得られた結果からテーブル移動速度を得る例である。
実施例4においても、実施例3と同様に、図13のように通常の撮像シーケンスにおいて画像取得のための位相エンコードを付与しないで、その代わりに、フローエンコードして、エコーを取得し、これをテーブルの移動速度検出のために用いてもよい。
例えば、上記実施例においては、ナビゲーターシーケンスあるいはナビゲーターPCエコーシーケンスで検出した磁気共鳴信号を用いてテーブルの位置あるいは速度を測定したが、本発明はこれに限定されない。例えば、エンコーダを用いてテーブルの位置あるいは速度を測定するようにしても良いと考えられる。しかしながらエンコーダを用いる方法は、装置が複雑になり高価になると考えられるので、上記磁気共鳴信号を用いる方法は、廉価にMRI装置を提供できるという利点がある。また、エンコーダを用いる方法により装置を構成すると、パルスシーケンス制御用とエンコーダ制御用に2つの制御手段(CPU等)が必要となるが、上述した実施例の磁気共鳴信号による方法では制御手段がパルスシーケンス制御用とエンコーダ制御用の共用とできるので、その意味ではコンピュータの実装を簡易化できるというメリットがある。また、エンコーダを用いる方法はエンコーダ自体がノイズ源となるおそれがあるが、磁気共鳴信号による方法では不必要なノイズ源が生じるおそれがないという利点もある。
また、上記実施例は、1つの撮影において1つのスケールによりテーブルの位置あるいは速度のずれを検出する場合のみを示したが、1つの撮影において同時に設置された2つのスケール(両者が平行でも、垂直でも良い。)を用いる等の手法を用いれば、隣り合う歯が混同して検出されてしまうといった上述の問題に、好適に対応できると考えられる。
また、上記実施例3及び実施例4では、ナビゲータPCシーケンスにおいて、テーブルの移動速度検出のため、傾斜磁場パルスの強度と印加時間の積の絶対値が等しい正負の傾斜磁場パルスを印加する例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、180°パルスを挟んで同じ方向に強度と印加時間の積の絶対値が等しい傾斜磁場を印加することにより、例えば拡散強調画像を生成するようにテーブルの移動速度を検出することも可能である。
また、上記スケールの形状は直方体でなくてもよいことは言うまでもない。
Claims (17)
- 被検体を搭載して、前記被検体を撮影空間へ配置するための被検体搭載手段と、前記被検体搭載手段を任意の方向へ連続的あるいはステップ毎に移動させることにより、前記被検体を任意の方向へ移動させるための移動手段と、前記撮影空間の周囲に配置され、前記撮影空間に静磁場及び傾斜磁場及び高周波磁場を発生させ、前記被検体の所望の位置を励起する磁場発生手段と、前記撮影空間の周囲に配置され、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段で検出した磁気共鳴信号に信号処理を行い、前記被検体の磁気共鳴画像を生成する信号処理手段と、前記移動手段と前記磁場発生手段と前記信号検出手段と前記信号処理手段を制御して、前記被検体を予め設定された所定の位置へ所定の速度で連続的にあるいはステップ毎に移動させながら、前記被検体の磁気共鳴画像を得る制御をする制御手段とを備え、
前記位置あるいは速度の設定値に対する誤差を検出する移動誤差検出手段と、前記移動誤差検出手段により検出された誤差を補正する補正手段を備えた磁気共鳴イメージング装置において、
前記移動誤差検出手段は、前記信号検出手段により検出した磁気共鳴信号を基に、前記誤差を検出し、
前記被検体搭載手段には、前記被検体搭載手段の位置情報を持つ磁気共鳴信号を発信する少なくとも一つの被検体搭載手段位置情報発信手段が備えられ、前記移動誤差検出手段は、前記被検体搭載手段位置情報発信手段の発生する磁気共鳴信号を基に、前記誤差を検出し、
前記被検体搭載手段位置情報発信手段は、前記磁気共鳴信号を所定の一次元的な空間的強度パターンで発生するスケールより構成され、前記移動誤差検出手段は、前記磁気共鳴信号を一次元フーリエ変換したデータを基に、前記空間的強度パターンの位置を認識する認識手段と、前記認識手段により認識された位置を基に前記設定値との差を求め、前記被検体搭載手段の前記位置あるいは速度の誤差を算出する算出手段を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 前記スケールは、前記核磁気共鳴信号を出す物質と、前記核磁気共鳴信号を弱く出すあるいは出さない物質を、一定間隔で交互に前記一次元的な方向に配置したものであることを特徴とする請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記移動誤差検出手段は、所定の時間間隔で、複数個の磁気共鳴信号を検出し、各磁気共鳴信号により求められた前記スケールの前記所定の一次元的な空間的強度パターンの位置を基に、前記被検体搭載手段の位置を求め、その位置の設定値との差を基に、前記誤差を検出することを特徴とする請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 被検体を搭載して、前記被検体を撮影空間へ配置するための被検体搭載手段と、前記被検体搭載手段を任意の方向へ連続的あるいはステップ毎に移動させることにより、前記被検体を任意の方向へ移動させるための移動手段と、前記撮影空間の周囲に配置され、前記撮影空間に静磁場及び傾斜磁場及び高周波磁場を発生させ、前記被検体の所望の位置を励起する磁場発生手段と、前記撮影空間の周囲に配置され、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段で検出した磁気共鳴信号に信号処理を行い、前記被検体の磁気共鳴画像を生成する信号処理手段と、前記移動手段と前記磁場発生手段と前記信号検出手段と前記信号処理手段を制御して、前記被検体を予め設定された所定の位置へ所定の速度で連続的にあるいはステップ毎に移動させながら、前記被検体の磁気共鳴画像を得る制御をする制御手段とを備え、
前記位置あるいは速度の設定値に対する誤差を検出する移動誤差検出手段と、前記移動誤差検出手段により検出された誤差を補正する補正手段を備えた磁気共鳴イメージング装置において、
前記移動誤差検出手段は、前記信号検出手段により検出した前記被検体の内部より発生する磁気共鳴信号を基に、前記誤差を検出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 前記移動誤差検出手段は、前記被検体の内部より発生する磁気共鳴信号を基に前記誤差を検出し、時間的に所定の間隔をおいて得られた複数個の前記磁気共鳴信号を1次元フーリエ変換して複数個の1次元プロファイルを得る手段と、
前記複数個の磁気共鳴信号に対応して得られた1次元プロファイルが前記所定の時間間隔とともにどの程度前記被検体搭載手段の移動方向にシフトしているかのシフト量を計算する手段と、前記シフト量をもとに前記誤差を検出する手段を備えたことを特徴とする請求項4記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 被検体を搭載して、前記被検体を撮影空間へ配置するための被検体搭載手段と、前記被検体搭載手段を任意の方向へ連続的あるいはステップ毎に移動させることにより、前記被検体を任意の方向へ移動させるための移動手段と、前記撮影空間の周囲に配置され、前記撮影空間に静磁場及び傾斜磁場及び高周波磁場を発生させ、前記被検体の所望の位置を励起する磁場発生手段と、前記撮影空間の周囲に配置され、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段で検出した磁気共鳴信号に信号処理を行い、前記被検体の磁気共鳴画像を生成する信号処理手段と、前記移動手段と前記磁場発生手段と前記信号検出手段と前記信号処理手段を制御して、前記被検体を予め設定された所定の位置へ所定の速度で連続的にあるいはステップ毎に移動させながら、前記被検体の磁気共鳴画像を得る制御をする制御手段とを備え、
前記位置あるいは速度の設定値に対する誤差を検出する移動誤差検出手段と、前記移動誤差検出手段により検出された誤差を補正する補正手段を備えた磁気共鳴イメージング装置において、
前記移動誤差検出手段は、前記信号検出手段により検出した磁気共鳴信号を基に、前記誤差を検出し、
前記被検体搭載手段には、前記被検体搭載手段の位置情報を持つ磁気共鳴信号を発信する少なくとも一つの被検体搭載手段位置情報発信手段が備えられ、前記移動誤差検出手段は、前記被検体搭載手段位置情報発信手段の発生する磁気共鳴信号を基に、前記誤差を検出し、
前記制御手段は、前記移動誤差検出手段による誤差検出のための磁気共鳴信号を前記被検体搭載手段位置情報発信手段より発生させて検出するためのナビゲーターシーケンスを実行する手段を備え、前記制御手段により実行されるナビゲーターシーケンスでは、第1の高周波パルスにより励起される第1のスライス面と、第2の高周波パルスにより励起される第2のスライス面は交差し、前記第1のスライス面と前記第2のスライス面が交わる部分は、前記被検体搭載手段位置情報発信手段が設置された位置であることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 前記制御手段は、前記移動誤差検出手段による誤差検出のための磁気共鳴信号を前記被検体の内部より発生させて検出するためのナビゲーターシーケンスを実行する手段を備え、前記制御手段により実行されるナビゲーターシーケンスでは、第1の高周波パルスにより励起される第1のスライス面と、第2の高周波パルスにより励起される第2のスライス面は交差し、前記第1のスライス面と前記第2のスライス面が交わる部分は、被検体の内部であることを特徴とする請求項4記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記被検体搭載手段位置情報発信手段は、前記磁気共鳴信号を空間的に一様の強度で発生する一様な物質から成ることを特徴とする請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記制御手段は、前記移動誤差検出手段による誤差検出のための磁気共鳴信号を生成するためのナビゲーターシーケンスに速度エンコードパルスを付加したナビゲートPCシーケンスを実行する手段を備え、前記制御手段により実行されるナビゲーターシーケンスでは、第1の高周波パルスにより励起される第1のスライス面と、第2の高周波パルスにより励起される第2のスライス面は交差し、前記第1のスライス面と前記第2のスライス面が交わる部分は、前記被検体搭載手段位置情報発信手段が設置された位置であることを特徴とする請求項8記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記制御手段は、前記移動誤差検出手段による誤差検出のための磁気共鳴信号を生成するためのナビゲーターシーケンスに速度エンコードパルスを付加したナビゲートPCシーケンスを実行する手段を備え、前記制御手段により実行されるナビゲーターシーケンスでは、第1の高周波パルスにより励起される第1のスライス面と、第2の高周波パルスにより励起される第2のスライス面は交差し、前記第1のスライス面と前記第2のスライス面が交わる部分は、前記被検体の内部であることを特徴とする請求項4記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記ナビゲーターシーケンスに付加される速度エンコードパルスは、極性が反対で、強度と印加時間の積の絶対値が等しい2つの傾斜磁場パルスより成り、前記2つの傾斜磁場パルスによる磁場の傾斜の方向は、前記被検体搭載手段の移動の方向であることを特徴とする請求項9又は10記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 速度エンコードパルスの付加されたナビゲーターエコーにより得られた磁気共鳴信号を基にその位相量のプロファイルを求める手段と、その位相量の大きさを基に前記被検体搭載手段の速度を検出する手段を備えたことを特徴とする請求項9又は10記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 速度エンコードパルスの付加されたナビゲーターエコーにより得られた磁気共鳴信号を基にその位相量のプロファイルを求める手段と、前記プロファイルが時間とともにどの程度前記被検体搭載手段の移動の方向にシフトするかのシフト量を求める手段と、前記シフト量を基に前記被検体搭載手段の速度を検出する手段を備えたことを特徴とする請求項9又は10記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記少なくとも一つ以上の被検体搭載手段位置情報発信手段は、直方体の形状をしていて、その長手方向が、前記被検体搭載手段の長手方向と平行であるものを含むことを特徴とする請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 被検体を搭載して、前記被検体を撮影空間へ配置するための被検体搭載手段と、前記被検体搭載手段を任意の方向へ連続的あるいはステップ毎に移動させることにより、前記被検体を任意の方向へ移動させるための移動手段と、前記撮影空間の周囲に配置され、前記撮影空間に静磁場及び傾斜磁場及び高周波磁場を発生させ、前記被検体の所望の位置を励起する磁場発生手段と、前記撮影空間の周囲に配置され、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段で検出した磁気共鳴信号に信号処理を行い、前記被検体の磁気共鳴画像を生成する信号処理手段と、前記移動手段と前記磁場発生手段と前記信号検出手段と前記信号処理手段を制御して、前記被検体を予め設定された所定の位置へ所定の速度で連続的にあるいはステップ毎に移動させながら、前記被検体の磁気共鳴画像を得る制御をする制御手段とを備え、
前記位置あるいは速度の設定値に対する誤差を検出する移動誤差検出手段と、前記移動誤差検出手段により検出された誤差を補正する補正手段を備えた磁気共鳴イメージング装置において、
前記移動誤差検出手段は、前記信号検出手段により検出した磁気共鳴信号を基に、前記誤差を検出し、
前記被検体搭載手段には、前記被検体搭載手段の位置情報を持つ磁気共鳴信号を発信する少なくとも一つの被検体搭載手段位置情報発信手段が備えられ、前記移動誤差検出手段は、前記被検体搭載手段位置情報発信手段の発生する磁気共鳴信号を基に、前記誤差を検出し、
前記磁場発生手段は、前記撮影空間を挟んで対向して配置され、前記被検体搭載手段はその長手方向のみならず、その長手方向に垂直な水平方向にも移動可能であり、前記少なくとも一つ以上の被検体搭載手段位置情報発信手段は、直方体の形状をしていて、その長手方向が、前記被検体搭載手段の長手方向のみならず、前記被検体搭載手段の長手方向に垂直で水平な方向にも配置されているものを含む、あるいは鉛直方向に配置されているものも含むことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 前記補正手段は、発生する高周波磁場の周波数や位相を調整して前記誤差の補正をする、あるいは前記信号検出手段により磁気共鳴信号を検出する際に、参照周波数にオフセットを加えたり、検出した磁気共鳴信号に特定の位相を加えることにより、前記誤差を補正することを特徴とする請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記補正手段は、前記移動手段による前記被検体搭載手段の移動に補正を加えることにより、前記誤差を補正することを特徴とする請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。
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