JP5646145B2 - Magnetic resonance imaging system - Google Patents
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本発明は、磁気共鳴イメージング(以下、MRIという)装置において静磁場の均一化を図る方法に関し、特に、均一化を図る最適領域を自動設定する技術に関する。 The present invention relates to a method for homogenizing a static magnetic field in a magnetic resonance imaging (hereinafter referred to as MRI) apparatus, and more particularly to a technique for automatically setting an optimum region for homogenization.
MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生する核磁気共鳴(以下、NMRという)信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的、或いは3次元的に画像化する装置である。MRIの代表的な画像構成方法である2D或いは3Dフーリエ変換法では、空間的に一様で一定方向を向いた静磁場内に被写体を置き、この被写体の核スピンを高周波パルスの印加により横平面へ倒し、その後、所定の組合せの傾斜磁場を印加することにより、核スピンの位相に空間的位置に応じた分布を生じさせて信号を計測する。 The MRI apparatus measures a nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as NMR) signal generated by a nuclear spin that constitutes a subject, particularly a human tissue, and two-dimensionally describes the shape and function of the head, abdomen, limbs, etc. Alternatively, it is an apparatus for imaging three-dimensionally. In the 2D or 3D Fourier transform method, which is a typical MRI image construction method, an object is placed in a static magnetic field that is spatially uniform and directed in a certain direction, and the nuclear spin of the object is applied to a horizontal plane by applying a high-frequency pulse. Then, by applying a gradient magnetic field of a predetermined combination, a distribution corresponding to the spatial position is generated in the phase of the nuclear spin, and the signal is measured.
このため、静磁場が均一でない場合は、この不均一により位相回転が生じ、これにより偽像,位置歪み等が発生し、画質が劣化する。この静磁場の不均一を補正するため、MRI装置では、本撮影の前に静磁場を均一化するシミングを行う。シミングは、磁場補正コイル(シムコイル)に流す電流量を調整することによって行う。印加する電流量は、予め静磁場分布計測を行い、その結果に基づいて調整される。 For this reason, when the static magnetic field is not uniform, phase rotation occurs due to this non-uniformity, thereby generating a false image, positional distortion, etc., and degrading image quality. In order to correct this non-uniformity of the static magnetic field, the MRI apparatus performs shimming to make the static magnetic field uniform before the main imaging. Shimming is performed by adjusting the amount of current flowing through the magnetic field correction coil (shim coil). The amount of current to be applied is adjusted in advance based on the result of static magnetic field distribution measurement.
静磁場不均一は、静磁場を発生する磁石の装置的限界、および、被検体である生体自体の持つ透磁率が組織毎に僅かに異なること、等により生じる。生体に起因する静磁場不均一を補正する場合、被検体が静磁場内に配された後に行うため、短時間で行う必要がある。 Static magnetic field inhomogeneity is caused by, for example, the device limitations of a magnet that generates a static magnetic field, and the permeability of a living body that is a subject is slightly different for each tissue. When correcting the static magnetic field inhomogeneity caused by the living body, since it is performed after the subject is placed in the static magnetic field, it is necessary to perform in a short time.
静磁場分布計測を実施した全領域を短時間に均一化することは難しいため、一般に、撮影領域のみ静磁場を補正し均一化を図る。これにより、シミングの時間を短縮するとともに、領域内の磁場均一度を向上させる。補正する領域を限定すると、特に、生体シミングにおいて、静磁場の均一度を低下させる、心臓等の領域が撮影領域に含まれる場合、このような領域を排除することができ、有用である。 Since it is difficult to homogenize the entire area where the static magnetic field distribution measurement has been performed in a short time, generally, the static magnetic field is corrected and uniformed only in the imaging area. This shortens the shimming time and improves the magnetic field uniformity within the region. If the region to be corrected is limited, particularly in the living body shimming, when a region such as the heart that reduces the uniformity of the static magnetic field is included in the imaging region, such a region can be excluded and useful.
従来は、ユーザがMRI装置が備えるGUIを介して補正対象とする領域を指定している。しかし、ユーザは撮影領域の設定に加え、補正対象とする領域の設定も必要となるため、ユーザの負担が増加している。 Conventionally, a user designates an area to be corrected through a GUI provided in the MRI apparatus. However, since the user needs to set the area to be corrected in addition to the setting of the shooting area, the burden on the user increases.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ユーザの負担を増加させることなく、適切な静磁場補正領域を容易に決定する技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a technique for easily determining an appropriate static magnetic field correction region without increasing the burden on the user.
本発明は、静磁場均一度を補正する補正領域を、撮影領域に基づいて自動設定する。 In the present invention, a correction area for correcting the static magnetic field uniformity is automatically set based on the imaging area.
具体的には、被検体に静磁場を与える静磁場発生手段と、装置全体を制御して撮影を実行するとともに得られた信号を処理する制御手段と、前記制御手段に指示を入力する入力手段と、を備える磁気共鳴イメージング装置であって、前記制御手段は、静磁場分布の不均一性を補正する静磁場補正手段と、前記静磁場補正手段が静磁場分布の不均一性を補正する補正領域を決定する補正領域決定手段と、を備え、前記補正領域決定手段は、前記入力手段を介して入力された撮影パラメータに従って、予め定められた計測領域内に前記補正領域を決定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置を提供する。 Specifically, a control means for processing the signals obtained with performing a static magnetic field generating means for applying a static magnetic field to the subject, the photographing and controls the entire apparatus, an input means for inputting an instruction to the control means The control means includes a static magnetic field correction means for correcting non-uniformity of the static magnetic field distribution, and a correction for correcting the non-uniformity of the static magnetic field distribution by the static magnetic field correction means. and a correction region determination means for determining a region, the correction area determining means, according to imaging parameters inputted through said input means, characterized in that to determine the correction region in a predetermined measurement region A magnetic resonance imaging apparatus is provided.
本発明によれば、ユーザの負担を増加させることなく、適切な静磁場補正領域を容易に決定することができる。 According to the present invention, an appropriate static magnetic field correction region can be easily determined without increasing the burden on the user.
<<第一の実施形態>>
以下、本発明を適用する第一の実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, a first embodiment to which the present invention is applied will be described. Hereinafter, in all the drawings for explaining the embodiments of the present invention, those having the same function are denoted by the same reference numerals, and repeated explanation thereof is omitted.
まず、本実施形態のMRI装置の全体構成について説明する。図1は、本実施形態のMRI装置100の全体構成を示すブロック図である。本実施形態のMRI装置100は、NMR現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、静磁場発生系2と、傾斜磁場発生系3と、シーケンサ4と、送信系5と、受信系6と、情報処理系7と、を備える。
First, the overall configuration of the MRI apparatus of this embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the
静磁場発生系2は、垂直磁場方式であれば、被検体1の周りの空間にその体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば、被検体1の体軸方向に均一な静磁場を発生させるため、被検体1の周りに配置される永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源(不図示)と、この静磁場発生源による静磁場の不均一を補正する複数のチャンネルを有するシムコイル21と、シムコイル21の各チャンネルに電流を供給して駆動するシム電源22とを備える。 If the static magnetic field generation system 2 is a vertical magnetic field system, the static magnetic field is uniform in the direction perpendicular to the body axis in the space around the subject 1 and if it is a horizontal magnetic field system, the static magnetic field is uniform in the body axis direction of the subject 1. To generate a static magnetic field generation source (not shown) of a permanent magnet system, a normal conduction system, or a superconductivity system disposed around the subject 1, and a plurality of corrections for non-uniformity of the static magnetic field due to the static magnetic field generation source. A shim coil 21 having a plurality of channels, and a shim power source 22 that is driven by supplying current to each channel of the shim coil 21.
シムコイル21は、互いに直交する磁場を発生する3チャンネル以上の静磁場発生コイルからなる。シムコイル21による静磁場の調整(シミング)は、静磁場発生源により生成される静磁場と、各シムコイル21に電流を流すことによって生成される付加的な静磁場とを重ね合わせることにより行う。 The shim coil 21 includes three or more channels of static magnetic field generating coils that generate magnetic fields orthogonal to each other. The adjustment (shimming) of the static magnetic field by the shim coils 21 is performed by superimposing the static magnetic field generated by the static magnetic field generation source and the additional static magnetic field generated by passing a current through each shim coil 21.
傾斜磁場発生系3は、直交する3方向に磁場強度が線形に変化する傾斜磁場パルスGx、Gy、Gzを発生させる傾斜磁場コイル31と、傾斜磁場コイル31に電流を供給し、傾斜磁場コイル31を駆動する傾斜磁場電源33とを備える。
The gradient magnetic field generation system 3 supplies a gradient
送信系5は、被検体1の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検体1に高周波磁場(RF)パルスを照射する高周波コイル(送信コイル)51と、高周波コイル51に印加する高周波信号を発生するシンセサイザ52と、高周波信号をシーケンサ7の制御により変調する変調器53と、変調された信号を増幅する増幅器54とを備える。
The transmission system 5 includes a high-frequency coil (transmission coil) 51 that irradiates the subject 1 with a high-frequency magnetic field (RF) pulse in order to cause nuclear magnetic resonance to occur in the nuclear spins of the atoms constituting the living tissue of the subject 1. A
受信系6は、被検体1の生体組織を構成する原子の原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号(NMR信号)を検出する高周波コイル(受信コイル)61と、検出したエコー信号を増幅する増幅器62と、増幅された信号を直交位相検波する直交位相検波器63と、直交位相検波器63からのアナログ出力をディジタル信号に変換するA/D変換器64とを備える。A/D変換器64で変換後のディジタル信号は、計測データとして情報処理系7に送られる。
The receiving system 6 is a high-frequency coil (receiving coil) 61 that detects an echo signal (NMR signal) emitted by nuclear magnetic resonance of atomic nuclear spins constituting the biological tissue of the subject 1 and amplifies the detected echo signal. And an A /
なお、図1において、送信コイル51と傾斜磁場コイル31とは、被検体1が挿入される静磁場発生系2の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体1に対向して、水平磁場方式であれば被検体1を取り囲むようにして設置される。また、受信コイル61は、被検体1に対向して、或いは被検体1を取り囲むように設置される。また、ここでは、送信コイル51と受信コイル61とを別個に設ける場合を例示しているが、これに限られない。例えば、1の高周波コイルで、両機能を兼用させるよう構成してもよい。
In FIG. 1, a
シーケンサ4は、所定のパルスシーケンスに従って、RFパルスと傾斜磁場パルスとを繰り返し印加するよう制御するもので、情報処理系7の制御に従って動作し、被検体1の断層画像を再構成するためのデータ収集に必要な種々の命令を送信系5、傾斜磁場発生系3、および受信系6に送る。送信系5および傾斜磁場発生系3は、シーケンサ4からの指示に従って、RFパルスの印加タイミング、期間および強度、傾斜磁場パルスの印加タイミング、期間および強度をそれぞれ制御する。また、受信系6は、シーケンサ4からの指示に従って、エコー信号を検出する。パルスシーケンスは、計測の目的に従って予め作成され、プログラムおよびデータとして情報処理系7内の後述する記憶装置72等に格納される。
The
情報処理系7は、ユーザから入力された撮影条件に従ってMRI装置100全体の動作を制御して撮影を実行するとともに、得られた計測データを処理する。情報処理系7は、CPU71と、ROM、RAM等の記憶装置72と、光ディスク、磁気ディスク等の外部記憶装置73と、ディスプレイ等の表示装置74と、トラックボール又はマウス、キーボード等の入力装置75とを備える。入力装置75は表示装置74に近接して配置され、ユーザは、表示装置74を見ながら入力装置75を介してインタラクティブにMRI装置100の各種処理に必要な情報を入力する。
The
図2に、本実施形態の情報処理系7の機能構成図を示す。本実施形態の情報処理系7は、上記機能を実現するため、本図に示すように、撮影を制御する撮影部710と、計測データを処理する信号処理部720と、静磁場分布を調整する静磁場調整部730とを備える。これらの機能は、記憶装置72に格納されるプログラムをCPU71が実行することにより実現する。
FIG. 2 shows a functional configuration diagram of the
撮影部710は、入力装置75を介してユーザから入力された撮影条件と、予め記憶装置72等に格納されているパルスシーケンスに従って、シーケンサ4に指示を与え、撮影条件で定められる撮影領域の撮影を実行する。現在MRI装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核(プロトン)である。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。
The
信号処理部720は、受信系6からの計測データを受信すると、信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果を表示装置74に表示すると共に、記憶装置72または外部記憶装置73に記録する。
When receiving the measurement data from the receiving system 6, the
静磁場調整部730は、静磁場発生系2による静磁場の分布を計測する静磁場分布計測部731と、静磁場分布計測部731による計測結果および入力装置75を介して設定される撮影条件に基づいて、静磁場の均一度を向上させるため、静磁場強度を補正する(シミングを行う)補正領域を決定する補正領域決定部732と、補正領域決定部732が決定した補正領域に対し、シミングを行う静磁場補正部733と、を備える。
The static magnetic
静磁場分布計測部731は、予め定められた静磁場分布計測領域について、予め定められた複数の格子点それぞれの静磁場強度を計算する。静磁場分布計測領域は、被検体1の傾き等にあわせて予め定められた直交する3軸方向の1軸方向を軸方向とする四角柱(直方体)の内部の領域である。例えば、静磁場発生源により静磁場が形成される全領域を略包含する領域などが静磁場分布計測領域として指定され、計測される。計測は、例えば、特許文献1に記載のパルスシーケンスを用いて行う。また、得られた各格子点の静磁場強度は、MRI装置100固有の座標系で特定される各格子点の座標に対応づけて記憶装置72等に格納される。
The static magnetic field
静磁場補正部733は、補正領域決定部732が決定した補正領域に対し、シミングを行う。静磁場分布計測部731が計測した静磁場分布に従って、補正領域決定部732が決定した領域内の静磁場の均一性が向上するよう周知の手法で各シムコイル21に印加する電流量を決定する。
The static magnetic
補正領域決定部732は、静磁場分布計測領域内で、シミングを行う領域を補正領域として決定する。本実施形態では、補正領域は、撮影領域と重心が一致し、かつ、静磁場分布計測領域と底面が平行な四角柱(直方体)でとして求める。補正領域決定部732による補正領域の決定は、撮影条件として入力される撮影パラメータの中で、撮影領域を特定する撮影パラメータが変更される毎に行う。以下、本実施形態の補正領域決定部732の詳細について説明する。
The correction
まず、補正領域決定部732による、補正領域の底面の決定手法(補正領域底面決定法)を説明する。図3および図4は、本実施形態の補正領域決定部732による補正領域底面決定法を説明するための図である。ここでは、ユーザから入力された撮影パラメータで特定される撮影領域を、静磁場分布領域の予め定められた面に投影する。ここでは、撮影領域の中心を原点とし、静磁場分布計測領域の四角柱(直方体)の各辺に平行な3軸を、それぞれ、Sx軸、Sy軸、Sz軸とする。四角柱(直方体)の底面は、Sx軸とSy軸とで決定されるSxy面とし、四角柱(直方体)の軸方向は、Sz軸とする。従って、補正領域の底面を決定するために投影する面は、Sxy平面である。図3は、Sxy平面上での底面の決定手法を説明するための図であり、図4は、Sx軸とSy軸とで決定する面上で底面の決定手法を説明するための図である。
First, a method for determining the bottom surface of the correction region (correction region bottom surface determination method) by the correction
これらの図に示すように、補正領域決定部732は、Sxy平面上のSx軸およびSy軸にそれぞれ平行な辺で囲まれた長方形であって、投影面全体を含む最小の長方形を均一領域の底面とする。具体的には、本図に示すように、撮影領域420を構成する直方体の8つの頂点に対応する投影点431、432、433、434、435、436、437、438それぞれのSx座標およびSy座標の、両軸方向の最大値SxmaxおよびSymaxと、最小値SxminおよびSyminとで決定するSxy平面上の長方形を補正領域の底面430と決定する。決定結果は、記憶装置72等に保持する。なお、補正領域の底面430の4頂点の座標は(Sxmax、Symax)、(Sxmax、Symin)、(Sxmin、Symax)、(Sxmin、Symin)である。
As shown in these drawings, the correction
次に、補正領域決定部732による補正領域の高さの決定手法を説明する。本実施形態では高さの決定手法をその撮影領域の部位に応じて2種類用意する。以後、第一の補正領域高さ決定法および第二の補正領域高さ決定法と呼ぶ。補正領域の高さは、上述のように、静磁場分布計測領域の高さ(軸方向)と同じ方向、すなわち、Sz軸方向である。
Next, a method for determining the height of the correction region by the correction
図5は、本実施形態の第一の補正領域高さ決定法を説明するための図である。第一の補正領域高さ決定法では、撮影領域420の高さ429と同じ長さを補正領域の高さ(第一の補正領域高さ)440と決定する。具体的には、図5に示すように、撮影領域420の高さ429をSx軸、Sy軸、Sz軸で定まる座標の原点を中心にSz軸まで回転させた際のSz軸上の両端部間の長さを第一の補正領域高さ440とする。決定結果は、記憶装置72などに保持する。なお、本実施形態では、撮影領域420を構成する直方体の直交する3辺の中で、Sz軸に投影した長さが最も長い辺の長さを、撮影領域420の高さ429とする。
FIG. 5 is a diagram for explaining the first correction area height determination method of the present embodiment. In the first correction area height determination method, the same length as the
第一の補正領域高さ決定法によれば、補正領域として決定する領域において、撮影領域420の端部領域を除外することができる。例えば、撮影対象部位が頭部の場合、撮影領域端部には鼻腔がある。このような、静磁場均一度補正における電流量計算に悪影響を与える部位を、除くことができる。
According to the first correction area height determination method, the end area of the
図6は、本実施形態の第二の補正領域高さ決定法を説明するための図である。第二の補正領域高さ決定法では、撮影領域420の高さ429をSz軸に投影した長さを高さ(第二の補正領域高さ)450と決定する。具体的には、図6に示すように、撮影領域420の各頂点をSz軸上に投影した投影点(451、453、454、454、456、458)のSz座標の最大値と最小値とで決定する長さを第二の補正領域高さ450とする。決定結果は記憶装置72等に保持する。
FIG. 6 is a diagram for explaining a second correction area height determination method according to the present embodiment. In the second correction area height determination method, a length obtained by projecting the
第二の補正領域高さ決定法により高さが決定された補正領域には、撮影領域420全体が含まれる。従って、撮影領域420全体の静磁場均一度を補正することができる。
The correction area whose height is determined by the second correction area height determination method includes the
なお、補正領域の高さを決定するにあたり、上記第一の補正領域高さ決定法および第二の補正領域高さ決定法のいずれを用いるかは、予め定められ、記憶装置72等に保持される。本実施形態では、撮影部位に応じて予めいずれの決定法を用いるか対応づけ、決定法データベースとして記憶装置72等に保持する。すなわち、本実施形態の補正領域決定部732は、入力された撮影条件の中の撮影部位を特定する撮影パラメータに基づき、決定法データベースを参照し、いずれの決定法を用いるか判別する。
In determining the height of the correction area, it is determined in advance which of the first correction area height determination method and the second correction area height determination method is used, and is stored in the
以下、本実施形態の補正領域決定部732による補正領域決定処理の流れについて説明する。図7は、本実施形態の補正領域決定処理の処理フローである。本実施形態の補正領域決定部732は、撮影条件の中の、撮影領域420を特定する情報、例えば、傾き、位置、撮影面の大きさ等の撮影パラメータが変更されたことを受けて、補正領域決定処理を開始する。
Hereinafter, the flow of the correction area determination process performed by the correction
補正領域決定部732は、撮影パラメータの変更を受け、まず、上記の補正領域底面決定法を用いて補正領域の底面430を決定する(ステップS201)。次に、補正領域決定部732は、決定法データベースを参照し、撮影パラメータで指定された撮影部位に従っていずれの高さ決定法を用いるか決定する(ステップS202)。
The correction
第一の補正領域高さ決定法を用いると決定した場合、補正領域決定部732は、上述の第一の補正領域高さ決定法に従って補正領域の高さ440を決定し(ステップS203)、一方、第二の補正領域高さ決定法を用いると決定した場合、補正領域決定部732は、上述の第二の補正領域高さ決定法に従って補正領域の高さ450を決定する(ステップS204)。
When it is determined that the first correction area height determination method is to be used, the correction
補正領域決定部732は、以上の手順で決定した底面430および高さ440または450により特定される直方体領域であって、撮影領域420と重心を同一とする直方体領域を、補正領域として記憶装置72に保持するとともに、均一度を補正する領域として、表示装置74に表示し(ステップS205)、処理を終了する。
The correction
なお、静磁場補正部733は、記憶装置72に保持された補正領域の情報に基づき、本撮影の前に上記シミングを行う。
Note that the static magnetic
以上説明したように、本実施形態によれば、撮影領域に応じて、自動的に静磁場均一度を補正する領域が決定される。また、静磁場均一度を補正する領域は、ユーザが撮影パラメータを変更することにより撮影領域を変更する毎に行われる。従って、ユーザは、従来どおり撮影パラメータを設定し、撮影領域を特定するだけの操作で、自動的に静磁場均一度を補正する最適な領域が決定される。 As described above, according to the present embodiment, an area for automatically correcting the static magnetic field uniformity is determined according to the imaging area. The region for correcting the static magnetic field uniformity is performed every time the user changes the imaging region by changing the imaging parameter. Therefore, the user can automatically determine the optimum region for correcting the static magnetic field uniformity by simply setting the photographing parameters and specifying the photographing region as usual.
また、上述したように、補正領域は、撮影部位に応じて、適切な範囲が設定される。従って、本実施形態によれば、ユーザの負担を増加させることなく、撮影領域および撮影部位に応じて最適な静磁場補正領域を容易かつ高速に特定することができる。 Further, as described above, an appropriate range is set in the correction area according to the imaging region. Therefore, according to the present embodiment, the optimum static magnetic field correction region can be easily and quickly specified according to the imaging region and the imaging region without increasing the burden on the user.
なお、上記実施形態では、静磁場補正部733が上記処理で決定した補正領域をそのまま用いるよう構成しているが、これに限られない。例えば、上記ステップS205で表示後、ユーザからの調整を受け入れるよう構成してもよい。ユーザは表示装置74に表示された補正領域をみながら、入力装置75を用い、補正領域の微調整を行う。ユーザが補正領域の微調整を行う手法は、従来のユーザが補正領域をGUIを介して入力する技術を用いる。
In the above-described embodiment, the static magnetic
<<第二の実施形態>>
次に、本発明を適用する第二の実施形態について説明する。本実施形態のMRI装置は基本的に第一の実施形態と同様の構成を有する。第一の実施形態では、撮影対象部位に応じて、撮影領域の高さの決定手法を変更している。しかし、本実施形態では、補正領域の大きさに応じて高さの決定手法を変更する。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment to which the present invention is applied will be described. The MRI apparatus of this embodiment basically has the same configuration as that of the first embodiment. In the first embodiment, the method for determining the height of the imaging region is changed according to the part to be imaged. However, in this embodiment, the method for determining the height is changed according to the size of the correction area. Hereinafter, the present embodiment will be described focusing on the configuration different from the first embodiment.
静磁場均一度を向上させるための補正は、必要最小限の領域で行う方がより均一性を高めることができる。しかし、静磁場分布計測で静磁場強度を得た格子点の数であって、補正領域として抽出した領域内に含まれる格子点の数が少ない場合、データ数が少ないために補正の精度が高まらないことがある。これを避けるため、本実施形態の補正領域決定部732は、補正領域の高さを決定するにあたり、第一の補正領域高さ決定法および第二の補正領域高さ決定法のいずれを用いるか、補正領域の広さで決定する。決定は、予め記憶装置72に保持される閾値との比較により行う。以下、本実施形態の補正領域決定部732による補正領域決定処理を説明する。
The correction for improving the static magnetic field uniformity can be more improved if it is performed in the minimum necessary region. However, if the number of grid points that have obtained the static magnetic field intensity in the static magnetic field distribution measurement and the number of grid points included in the area extracted as the correction area is small, the correction accuracy increases because the number of data is small. There may not be. In order to avoid this, the correction
図8は、本実施形態の補正領域決定部732による補正領域決定処理の処理フローである。本実施形態においても、第一の実施形態同様、撮影条件の中で撮影領域を特定する撮影パラメータが変更されたことを受けて、補正領域決定処理は開始される。
FIG. 8 is a processing flow of correction area determination processing by the correction
補正領域決定部732は、撮影パラメータの変更を受け、まず、第一の実施形態で説明した補正領域底面決定法を用いて補正領域の底面430を決定する(ステップS301)。次に、補正領域決定部732は、第一の実施形態で説明した第一の補正領域高さ決定法を用い、補正領域の高さ440を決定し(ステップS302)、補正領域全体を決定する。
The correction
次に、補正領域決定部732は、決定した補正領域内に、静磁場分布計測部731により静磁場強度を得た格子点の数をカウントする(ステップS303)。補正領域内の格子点の数は、例えば、静磁場分布計測時に得た各格子点の間隔と、補正領域の体積とから算出する。そして、得られた格子点の数が、予め記憶装置72に保持される閾値以上か否かを判別する(ステップS304)。
Next, the correction
ステップS304において閾値未満の場合、補正領域決定部732は、第一の実施形態で説明した第二の補正領域高さ決定法により補正領域の高さ450を算出し、ステップS702で算出した高さ440を置き換える(ステップS305)。一方、ステップS704において、閾値以上の場合は、そのまま、得られた高さ440を補正領域の高さとする。
If it is less than the threshold value in step S304, the correction
補正領域決定部732は、以上の手順で決定した底面430および高さ440または450により特定される直方体領域であって、撮影領域420と重心を同一とする直方体領域を、補正領域として記憶装置72に保持するとともに、に均一度を補正する領域として、表示装置74に表示し(ステップS306)、処理を終了する。なお、本実施形態においても、上記ステップS306で表示後、ユーザからの調整を受け入れるよう構成してもよい。
The correction
また、本実施形態においても、静磁場補正部733は、記憶装置72に保持された補正領域の情報に基づき、本撮影の前に上記シミングを行う。
Also in the present embodiment, the static magnetic
以上説明したように、本実施形態によれば、第一の実施形態と同様に、撮影領域に応じて、自動的に静磁場均一度を補正する領域が決定される。また、静磁場均一度を補正する領域は、ユーザが撮影パラメータを変更することにより撮影領域を変更する毎に行われる。従って、ユーザは、従来どおり撮影パラメータを設定し、撮影領域を特定するだけの操作で、自動的に静磁場均一度を補正する最適な領域が決定される。 As described above, according to this embodiment, similarly to the first embodiment, a region for automatically correcting the static magnetic field uniformity is determined according to the imaging region. The region for correcting the static magnetic field uniformity is performed every time the user changes the imaging region by changing the imaging parameter. Therefore, the user can automatically determine the optimum region for correcting the static magnetic field uniformity by simply setting the photographing parameters and specifying the photographing region as usual.
また、本実施形態によれば、補正領域として、補正による静磁場の均一度を向上させるために必要最小限の領域を選択できる。 In addition, according to the present embodiment, the minimum area necessary for improving the uniformity of the static magnetic field by correction can be selected as the correction area.
なお、上記第一の実施形態および第二の実施形態を組み合わせた構成としてもよい。すなわち、補正領域決定部732は、補正領域の底面430を決定後、撮影部位により第一の補正領域高さ決定法および第二の補正領域高さ決定法のいずれを用いるか、第一の実施形態と同様の判別手法により判別する。そして、第一の補正領域高さ決定法を用いると判別された場合、第二の実施形態のステップS302以降の処理を行う。
Note that the first embodiment and the second embodiment may be combined. That is, after determining the
このように構成することにより、部位に応じて最適な補正領域を決定することができるとともに、必要最低限の領域も確保可能となる。従って、より効率的に最適な補正領域を決定することができる。 By configuring in this way, it is possible to determine an optimum correction area according to the part and to secure a necessary minimum area. Therefore, the optimal correction area can be determined more efficiently.
さらに、上記各実施形態では、補正領域の底面を、撮影領域をSxy平面に投影し、それらを全て含み、Sx軸およびSy軸に平行な直線で規定される長方形として決定しているが、これに限られない。例えば、図9に示すように撮影領域420をSxy平面に投影して得た領域そのままであってもよい。具体的には、撮影領域をSxy平面に投影した際の撮影領域の6つの頂点の座標を結んだ六角形を底面460とする。
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the bottom surface of the correction area is determined as a rectangle defined by a straight line parallel to the Sx axis and the Sy axis, which is obtained by projecting the imaging area onto the Sxy plane. Not limited to. For example, as shown in FIG. 9, the area obtained by projecting the
底面460をこのように決定することで、より撮影領域420との合致度の高い領域を、補正領域として決定することができ、撮影領域420内の静磁場均一度の補正の精度を高めることができる。
By determining the
いずれの手法で底面を決定するかは、予め定めておく。または、第一の実施形態同様、撮影部位に応じて決定してもよい。この場合、第一の実施形態同様、撮影部位に対応づけていずれの底面決定手法を用いるか、データベースに保持する。さらに、底面の決定法も閾値と比較して決定するよう構成してもよい。すなわち、まず、上記手法で補正領域の底面460を決定し、第一の実施形態と同様の手法で、撮影部位に応じて高さを決定し、補正領域を決定する。その後、補正領域内のデータ点数を予め保持する閾値と比較し、閾値未満である場合、底面の決定法を上記各実施形態で示したものに変更するよう構成してもよい。
Which method is used to determine the bottom surface is determined in advance. Or you may determine according to an imaging | photography site | part similarly to 1st embodiment. In this case, as in the first embodiment, which bottom surface determination method is used in association with the imaging region is stored in the database. Further, the bottom surface determination method may be determined by comparing with a threshold value. That is, first, the
また、補正領域の高さを決定する際、決定法を撮影パラメータの部位に対応付けて記憶装置72に保持しているが、これに限られない。例えば、用いる受信コイル61の種別に対応付けて決定法を保持してもよい。これは、部位に応じて用いる受信コイル61が異なるため、受信コイル61の種別がわかれば、撮影部位も特定できるからである。また、部位と受信コイル61種別の両情報に対応づけて保持してもよい。
Further, when determining the height of the correction area, the determination method is stored in the
なお、上記各実施形態では、静磁場分布の不均一性を補正するために、シムコイル21およびシム電源22を備え、これらを駆動させることで補正を行っているが、これに限られない。例えば、傾斜磁場コイル31を用い、静磁場分布の不均一を補正するよう構成してもよい。
In each of the above embodiments, in order to correct the non-uniformity of the static magnetic field distribution, the shim coil 21 and the shim power source 22 are provided and the correction is performed by driving them. However, the invention is not limited to this. For example, the gradient
1:被検体、2:静磁場発生系、3:傾斜磁場発生系、4:シーケンサ、5:送信系、6:受信系、7:情報処理系、21:シムコイル、22:シム電源、31:傾斜磁場コイル、33:傾斜磁場電源、51:送信コイル、52:シンセサイザ、53:変調器、54:増幅器、61:受信コイル、62:増幅器、63:直交位相検波器、64:A/D変換器、71:CPU、72:記憶装置、73:外部記憶装置、74:表示装置、75:入力装置、100:MRI装置、420:撮影領域、429:撮影領域の高さ、430:補正領域の底面、431:投影点、432:投影点、433:投影点、434:投影点、435:投影点、436:投影点、437:投影点、438:投影点、440:第一の補正領域高さ、450:第二の補正領域高さ、451:投影点、453:投影点、454:投影点、455:投影点、456:投影点、458:投影点、460:補正領域の底面、710:撮影部、720:信号処理部、730:静磁場調整部、731:静磁場分布計測部、732:補正領域決定部、733:静磁場補正部 1: subject, 2: static magnetic field generation system, 3: gradient magnetic field generation system, 4: sequencer, 5: transmission system, 6: reception system, 7: information processing system, 21: shim coil, 22: shim power supply, 31: Gradient magnetic field coil, 33: Gradient magnetic field power supply, 51: Transmitting coil, 52: Synthesizer, 53: Modulator, 54: Amplifier, 61: Receiving coil, 62: Amplifier, 63: Quadrature phase detector, 64: A / D conversion 71: CPU, 72: storage device, 73: external storage device, 74: display device, 75: input device, 100: MRI device, 420: imaging area, 429: height of imaging area, 430: correction area Bottom, 431: Projection point, 432: Projection point, 433: Projection point, 434: Projection point, 435: Projection point, 436: Projection point, 437: Projection point, 438: Projection point, 440: First correction area height 450: Second correction area Height, 451: Projection point, 453: Projection point, 454: Projection point, 455: Projection point, 456: Projection point, 458: Projection point, 460: Bottom surface of correction region, 710: Imaging unit, 720: Signal processing unit 730: Static magnetic field adjustment unit, 731: Static magnetic field distribution measurement unit, 732: Correction region determination unit, 733: Static magnetic field correction unit
Claims (9)
前記制御手段は、
静磁場分布の不均一性を補正する静磁場補正手段と、
予め定められた計測領域内に、前記静磁場補正手段が静磁場分布の不均一性を補正する補正領域を、前記入力手段を介して入力された撮影パラメータに従って決定する補正領域決定手段と、を備え、
前記計測領域は、予め定められた直交する3軸の1軸方向を軸方向とする四角柱の内部領域であり、
前記補正領域は、前記計測領域と軸方向を同一にする多角柱の内部領域であり、前記撮影パラメータで特定される撮影領域に応じて定まる領域であり、
前記補正領域決定手段は、
前記撮影領域を前記軸方向に直交する面に投影して得られた投影形状を少なくとも含む形状を、前記多角柱の底面形状とする底面形状決定手段と、
前記撮影領域の高さと同じ長さおよび前記撮影領域の高さを前記軸方向に投影した長さのいずれか一方の長さを前記多角柱の高さとする高さ決定手段と、を備えること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 Magnetism comprising: a static magnetic field generating means for applying a static magnetic field to a subject; a control means for executing imaging by controlling the entire apparatus; and processing an obtained signal; and an input means for inputting an instruction to the control means. A resonance imaging apparatus comprising:
The control means includes
Static magnetic field correction means for correcting non-uniformity of the static magnetic field distribution;
Correction area determination means for determining a correction area in which the static magnetic field correction means corrects the non-uniformity of the static magnetic field distribution within a predetermined measurement area according to the imaging parameter input via the input means; Prepared,
The measurement region is an internal region of a quadrangular prism whose axial direction is one axial direction of three predetermined orthogonal axes,
The correction region, said an internal region of the measurement region and polygonal for the axially same, Ri region der determined according to the imaging region specified by the imaging parameters,
The correction area determining means includes
A bottom surface shape determining unit that has a shape including at least a projection shape obtained by projecting the imaging region on a surface orthogonal to the axial direction, and a bottom surface shape of the polygonal column;
Rukoto and a height determining means for the height and the same length and one of the length of the height length projected in the axial direction of the imaging area to the height of the polygonal prism of said imaging area A magnetic resonance imaging apparatus.
前記撮影パラメータで指定された撮影対象部位毎に、前記2種の長さのうちいずれの長さを前記多角柱の高さと決定するか予め定められていること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1 ,
A magnetic resonance imaging apparatus characterized in that, for each imaging target region specified by the imaging parameters, it is predetermined which of the two types of lengths is determined as the height of the polygonal column.
前記計測領域内の静磁場分布を計測する静磁場分布計測手段をさらに備え、
前記静磁場分布計測手段は、前記計測領域内の予め定められた複数の格子点の静磁場強度を前記静磁場分布として計測し、
前記撮影領域の高さと同一の長さを前記多角柱の高さとした場合の前記補正領域内に含まれる前記格子点の数が所定値以上である場合、前記高さ決定手段は、前記撮影領域の高さと同一の長さを前記多角柱の高さとすること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1 ,
A static magnetic field distribution measuring means for measuring the static magnetic field distribution in the measurement region;
The static magnetic field distribution measuring means measures the static magnetic field strength of a plurality of predetermined lattice points in the measurement region as the static magnetic field distribution,
When the number of the lattice points included in the correction area when the length equal to the height of the imaging area is the height of the polygonal prism is a predetermined value or more, the height determining means A magnetic resonance imaging apparatus, wherein the height of the polygonal column is the same length as the height of the polygonal column.
前記底面形状は、前記投影形状を含み、かつ、前記軸方向に直交する2軸にそれぞれ平行な長方形であって面積が最小の長方形であること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the bottom surface shape is a rectangle that includes the projection shape and is a rectangle that is parallel to two axes orthogonal to the axial direction and has the smallest area.
前記底面形状は、前記投影形状であること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the bottom surface shape is the projected shape.
前記計測領域内の静磁場分布を計測する静磁場分布計測手段をさらに備え、
前記静磁場分布計測手段は、前記計測領域内の予め定められた複数の格子点の静磁場強度を前記静磁場分布として計測し、
前記撮影領域の高さと同一の長さを前記多角柱の高さとした場合の前記補正領域内に含まれる前記格子点の数が所定値未満である場合、前記高さ決定手段は、当該撮影対象部位が前記撮影領域の高さと同一の長さを前記多角柱の高さとするよう定められている場合であっても、前記撮影領域の高さを前記軸方向に投影した長さを前記多角柱の高さとすること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2 ,
A static magnetic field distribution measuring means for measuring the static magnetic field distribution in the measurement region;
The static magnetic field distribution measuring means measures the static magnetic field strength of a plurality of predetermined lattice points in the measurement region as the static magnetic field distribution,
When the number of the grid points included in the correction area when the length equal to the height of the imaging area is the height of the polygonal prism is less than a predetermined value, the height determining means Even when the part is determined to have the same length as the height of the imaging region as the height of the polygonal prism, the length of the height of the imaging region projected in the axial direction is the polygonal prism. A magnetic resonance imaging apparatus characterized by having a height of.
前記補正領域決定手段は、前記撮影パラメータの変更により前記撮影領域が変更される毎に、前記補正領域を決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 6 ,
The magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the correction area determination means determines the correction area every time the imaging area is changed by changing the imaging parameter.
前記補正領域は、さらに、前記撮影パラメータで特定される撮影領域と中心を同一にする多角柱の内部領域であること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 7 ,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the correction area is an internal area of a polygonal cylinder having the same center as the imaging area specified by the imaging parameters.
前記補正領域の底面を算出する底面算出ステップと、
前記入力手段を介して入力された撮影パラメータで特定される撮影部位に応じて前記補正領域の高さを算出する高さ算出ステップと、
前記底面算出ステップで算出した底面と前記高さ算出ステップで算出した高さとを用い、前記撮影パラメータで決定される撮影領域と重心を同一とする領域を前記補正領域として決定する補正領域決定ステップと、を備え、
前記底面算出ステップでは、前記計測領域の底面に平行な面に前記撮影領域を投影して得られた投影形状を少なくとも含む形状を前記底面として算出し、
前記高さ算出ステップでは、前記撮影部位に応じて、前記撮影領域の高さと同じ長さおよび前記撮影領域の高さを前記計測領域の底面に直交する軸方向に投影した長さのいずれか一方の長さを前記高さとして算出すること
を特徴とする静磁場均一度補正領域決定方法。 Static magnetic field generating means for applying a static magnetic field to the subject, control means for controlling the entire apparatus to execute imaging, processing signals obtained, input means for inputting instructions to the control means, and the static magnetic field In a magnetic resonance imaging apparatus comprising a static magnetic field homogeneity correction unit that corrects the homogeneity of the static magnetic field, the static magnetic field homogeneity correction unit determines a correction region for correcting the static magnetic field homogeneity. A decision method,
A bottom surface calculating step for calculating a bottom surface of the correction region;
A height calculating step of calculating the height of the correction area according to the imaging region specified by the imaging parameter input via the input means;
A correction area determining step for determining, as the correction area, an area having the same center of gravity as the imaging area determined by the imaging parameters, using the bottom surface calculated in the bottom surface calculating step and the height calculated in the height calculating step; With
In the bottom surface calculating step, a shape including at least a projection shape obtained by projecting the imaging region onto a surface parallel to the bottom surface of the measurement region is calculated as the bottom surface.
In the height calculation step, either one of the same length as the height of the imaging region and the length obtained by projecting the height of the imaging region in the axial direction perpendicular to the bottom surface of the measurement region according to the imaging region A method for determining a static magnetic field homogeneity correction region, wherein the length is calculated as the height.
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