JP5865785B2 - 磁気共鳴イメージング装置、および、傾斜磁場発生システムの負荷算出方法 - Google Patents
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Description
傾斜磁場発生システムの使用限界までの余裕があった場合、本来、その余裕の分だけスライス枚数を増やす等の手段をとることで、より最適化した条件で撮像できたことになる。
条件設定部は、磁気共鳴イメージングの撮像条件を設定する。
負荷取得部は、傾斜磁場の波形に関する情報を取得し、磁気共鳴イメージングが実行される場合に傾斜磁場発生システムに課される電気的負荷を、上記波形に関する情報に基づいて複数の周波数帯に対してそれぞれ算出する。
1つは、傾斜磁場発生システムにより印加される傾斜磁場を伴った磁気共鳴イメージングの撮像条件を設定するステップである。
1つは、上記撮像条件に基づいて、磁気共鳴イメージングが実行される場合の傾斜磁場発生システムに対する電気的負荷を算出するステップである。
図1は、第1の本実施形態におけるMRI装置20の全体構成を示すブロック図である。図1に示すように、MRI装置20は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石22と、静磁場用磁石22の内側において軸を同じにして設けられた筒状のシムコイル24と、傾斜磁場コイル26と、RFコイル28と、制御系30と、被検体Pが乗せられる寝台32とを備える。
上記撮像部位とは、例えば、頭部、胸部、腹部などの被検体Pのどの部分を撮像領域として画像化するか、の意味である。
入力装置62は、撮像条件や画像処理条件を設定する機能をユーザに提供する。
そこで本発明者は、周波数分離を行うことで各周波数帯毎に電気的負荷を算出後、これらを合算することで傾斜磁場発生システムへの電気的負荷を正確に算出するという極めて画期的な方法を捻出した。以下、順を追ってその方法を具体的に説明する。
= (PLx×RLx+PMx×RMx+PHx×RHx)
+(PLy×RLy+PMy×RMy+PHy×RHy)
+(PLz×RLz+PMz×RMz+PHz×RHz) ・・・(1)
また、RLxは低周波数帯、RMxは中周波数帯、RHxは高周波数帯にそれぞれ対応し、これらはXチャネルの負荷係数である。
また、RLyは低周波数帯、RMyは中周波数帯、RHyは高周波数帯にそれぞれ対応し、これらはYチャネルの負荷係数である。
また、RLzは低周波数帯、RMzは中周波数帯、RHzは高周波数帯にそれぞれ対応し、これらはZチャネルの負荷係数である。
= (P1x×R1x+P2x×R2x+P3x×R3x+P4x×R4x)
+(P1y×R1y+P2y×R2y+P3y×R3y+P4y×R4y)
+(P1z×R1z+P2z×R2z+P3z×R3z+P4z×R4z)
・・・(2)
また、ボックス190において、スライス数を100枚から50枚に減らすことが、撮像条件の一修正候補として表示されている。
また、ボックス194及び196において、位相エンコードステップ数及び周波数エンコードステップ数をそれぞれ256から128に減らすことが、撮像条件の修正候補として表示されている。
ボックス184bは、スライダーバー184aの位置に応じて、現在設定されているFOVを数字的に示す。
また、スライダーバー192aは、繰り返し時間TRを設定するものであり、ボックス192bは、現在設定されている繰り返し時間TRを数字的に示す。
また、スライダーバー196aは、周波数エンコードステップ数を設定するものであり、ボックス196bは、現在設定されている周波数エンコードステップ数を数字的に示す。
これにより、表示装置64は、更新された位相エンコードステップ数及び周波数エンコードステップ数をボックス194b、196bに表示し、スライダーバー194a、196a内のスライダーも修正候補に対応する位置に移動する。
第1に、FOVを130mm×130mmに拡張することが、ボックス184において修正候補の1つとして表示されている。
第2に、スライス数を110枚に増やすことが、ボックス190において修正候補の1つとして表示されている。
第3に、繰り返し時間TRを550msに延長することが、ボックス192において修正候補の1つとして表示されている。
撮像条件の修正候補の表示開始時刻から所定時間経過してもユーザによる選択や撮像条件の再設定の入力がない場合、条件設定部100は、撮像条件を再設定しない。
ここでの自動選択の優先順位は、例えば、スライス枚数を増やす修正候補を最優先とするものであり、ステップS1において予め設定しておけばよい。
この後、ステップS9に進む。
第2の実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、MRI装置20の装置構成としては第1の実施形態と同様である(図1、図2参照)。第1の実施形態との違いは、電気的負荷の算出方法のみである。
従って、どのような撮像条件を設定しても、実際の負荷値よりも大きく算出される合計電気的負荷Ltが最大電気的負荷Lmax以下となるように、必要に応じて撮像条件が再設定される(ステップS26)。
このため、傾斜磁場発生システムに限界近くの負荷がかかることはなく、許容できる最大電気的負荷Lmaとの間に常に一定の割合以上のマージンが保たれる。従って、MRI装置20を極めて安全に運用できる。
[1]上記実施形態では、傾斜磁場波形のグラフの縦軸を二乗することで、合計電気的負荷Ltの算出過程におけるパワーデューティとして電流二乗に相当する値を用いる例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。
具体的には例えば、負荷取得部104は、各パターンの撮像条件と、その撮像条件で規定される撮像シーケンスを実行した場合の合計電気的負荷Ltとを、テーブルデータで記憶する。
即ち、負荷取得部104は、現在設定されている撮像条件と、最も近いパターンの撮像条件を記憶データの中から選択する。負荷取得部104は、選択したパターンに対して記憶された合計電気的負荷Ltを取得する。
これら3ステップは、上記(3)で実行可能と判定され、撮像条件が最終確定するまで順次繰り返される。
換言すれば、撮像条件の最終確定まで、撮像条件及び撮像シーケンスを実行した場合の電気的負荷が逐次的に取得され、更新される。
22 静磁場用磁石
24 シムコイル
26 傾斜磁場コイル
26x X軸傾斜磁場コイル
26y Y軸傾斜磁場コイル
26z Z軸傾斜磁場コイル
28 RFコイル
30 制御系
32 寝台
40 静磁場電源
42 シムコイル電源
44 傾斜磁場電源
44x X軸傾斜磁場電源
44y Y軸傾斜磁場電源
44z Z軸傾斜磁場電源
45x、45y、45z EMCフィルタ
46 RF送信器
48 RF受信器
56 シーケンスコントローラ
58 コンピュータ
60 演算装置
62 入力装置
64 表示装置
66 記憶装置
86 MPU
88 システムバス
90 画像再構成部
92 k空間データベース
94 画像データベース
96 画像処理部
98 表示制御部
100 条件設定部
102 波形出力部
104 負荷取得部
180 位置決め画像
182 FOV
184、190、192、194、196 ボックス
184a、190a、192a、194a、196a ボックス
184b、190b、192b、194b、196b スライダーバー
P 被検体
Claims (19)
- 傾斜磁場発生システムに電流を供給することで撮像領域に傾斜磁場を印加し、前記傾斜磁場を伴った磁気共鳴イメージングを行う磁気共鳴イメージング装置であって、
前記磁気共鳴イメージングの撮像条件を設定する条件設定部と、
前記傾斜磁場の波形に関する情報を取得し、前記磁気共鳴イメージングが実行される場合に前記傾斜磁場発生システムに課される電気的負荷を、前記波形に関する情報に基づいて複数の周波数帯に対してそれぞれ算出する負荷取得部と
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記負荷取得部は、前記条件設定部により設定された撮像条件で規定される撮像シーケンスの実行可否を前記電気的負荷に基づいて判定後、実行不能と判定した場合には前記撮像条件の再設定指令を前記条件設定部に入力するように構成され、
前記条件設定部は、前記再設定指令を受けた場合、前記負荷取得部により算出された前記電気的負荷に基づいて、再設定後の前記撮像条件に対して算出される前記電気的負荷が前記傾斜磁場発生システムによって許容できる最大負荷を超えないように、前記撮像条件を再設定するように構成される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記負荷取得部は、各々の前記周波数帯毎の負荷係数を前記磁気共鳴イメージングの実行前に予め記憶しており、前記周波数帯に応じた前記負荷係数を前記傾斜磁場発生システムへの供給電気量に乗じることで、複数の前記周波数帯に対してそれぞれ前記電気的負荷を算出するように構成される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記傾斜磁場発生システムは、磁気共鳴イメージング装置の一部であって、互いに直交する所定軸方向に傾斜磁場をそれぞれ発生させる3つの傾斜磁場コイルを有し、
前記負荷取得部は、前記周波数帯に応じた前記負荷係数を各々の前記傾斜磁場コイルへの供給電気量に乗じることで、各々の前記傾斜磁場コイルへの前記電気的負荷を前記周波数帯毎に算出し、前記周波数帯毎に算出した各々の前記傾斜磁場コイルへの前記電気的負荷の合計として総負荷を算出し、前記撮像シーケンスの実行可否を前記総負荷に基づいて判定するように構成される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項4記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記傾斜磁場発生システムは、傾斜磁場電源と、前記3つの傾斜磁場コイルから前記傾斜磁場電源までをそれぞれ電気的に接続するケーブルと、EMCフィルタとをさらに有し、
前記負荷取得部は、前記傾斜磁場発生システム全体に対する電気的な負荷の値を前記総負荷として算出するように構成される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項5記載の磁気共鳴イメージング装置において、
表示装置をさらに備え、
前記条件設定部は、前記撮像条件の再設定指定を受けた場合に、前記総負荷が前記最大負荷を超えないように前記撮像条件の少なくとも一部の修正候補を算出するように構成され、
前記表示装置は、前記修正候補を表示するように構成される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項6記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記総負荷が前記最大負荷に対して所定の割合の余裕があるか否かを判定後、余裕があると判定した場合には前記撮像条件の少なくとも一部の修正候補の計算指令を前記条件設定部に入力する最適化指令部をさらに備え、
前記条件設定部は、前記最適化指令部から前記修正候補の計算指令を受けた場合に、前記総負荷が前記最大負荷に近づく方向に前記修正候補を算出し、前記修正候補を前記表示装置に表示させるように構成される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記負荷取得部は、前記傾斜磁場発生システムに対する実際の電気的な負荷値を与える前記負荷係数よりも大きな値を前記負荷係数として用いる、前記電気的負荷の算出過程で1よりも大きい係数を乗じる、前記電気的負荷の算出過程で所定のマージンを加算する、のいずれか1つの手段をとることで、前記実際の電気的な負荷値よりも大きな負荷として前記電気的負荷を算出するように構成される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記傾斜磁場発生システムは、磁気共鳴イメージング装置の一部であって、前記傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルを有し、
前記負荷取得部は、前記傾斜磁場コイルのインピーダンスの周波数特性に応じて、前記傾斜磁場の波形を複数の前記周波数帯に分離する際の各々の前記周波数帯の周波数域を変化させるように構成される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記傾斜磁場発生システムは、傾斜磁場コイルと、傾斜磁場電源と、傾斜磁場コイルから前記傾斜磁場電源までを電気的に接続するケーブルと、EMCフィルタとを有し、
前記負荷取得部は、前記電気的負荷として、前記傾斜磁場発生システム全体に対する電気的な負荷の値を算出するように構成される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
表示装置をさらに備え、
前記負荷取得部は、算出された前記電気的負荷が前記傾斜磁場発生システムの許容できる最大負荷を超えるか否かを判定するように構成され、
前記表示装置は、前記負荷取得部の判定結果が肯定的な場合に、前記撮像シーケンスが実行不能である旨の通知を表示するように構成される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
表示装置をさらに備え、
前記負荷取得部は、算出された前記電気的負荷が前記傾斜磁場発生システムの許容できる最大負荷を超えるか否かを判定するように構成され、
前記条件設定部は、前記負荷取得部の判定結果が肯定的な場合に、前記電気的負荷が前記最大負荷を超えないように前記撮像条件の少なくとも一部の修正候補を算出するように構成され、
前記表示装置は、前記修正候補を表示するように構成される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項12記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記表示装置による前記修正候補の表示後に、前記撮像条件の一部が再設定された場合、前記条件設定部は、前記電気的負荷が前記最大負荷を超えないように、前記撮像シーケンスの条件の内、再設定された条件以外の条件の修正候補を算出して前記表示装置に表示させるように構成される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 傾斜磁場発生システムに電流を供給することで撮像領域に傾斜磁場を印加し、前記傾斜磁場を伴った磁気共鳴イメージングを行う磁気共鳴イメージング装置であって、
前記磁気共鳴イメージングの撮像条件を設定する条件設定部と、
前記撮像条件により定まる前記傾斜磁場の波形の周波数に関する情報に基づいて、前記磁気共鳴イメージングが実行される場合の前記傾斜磁場発生システムに対する電気的負荷を取得して出力する負荷取得部と
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項14記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記傾斜磁場発生システムに対する電気的負荷は、複数の周波数帯に対してそれぞれ算出された電気的負荷を合算することで算出された値である
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項15記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記負荷取得部は、前記撮像条件により規定される撮像シーケンスの実行可否を前記電気的負荷に基づいて判定後、実行不能と判定した場合には前記撮像条件の再設定指令を前記条件設定部に入力するように構成され、
前記条件設定部は、前記再設定指令を受けた場合、前記電気的負荷が前記傾斜磁場発生システムによって許容できる最大負荷を超えないように、前記撮像条件を再設定するように構成される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項15記載の磁気共鳴イメージング装置において、
表示装置をさらに備え、
前記負荷取得部は、算出された前記電気的負荷が前記傾斜磁場発生システムの許容できる最大負荷を超えるか否かを判定するように構成され、
前記表示装置は、前記負荷取得部の判定結果が肯定的な場合に、前記撮像条件により規定される撮像シーケンスが実行不能である旨の通知を表示するように構成される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項15記載の磁気共鳴イメージング装置において、
表示装置をさらに備え、
前記負荷取得部は、算出された前記電気的負荷が前記傾斜磁場発生システムの許容できる最大負荷を超えるか否かを判定するように構成され、
前記条件設定部は、前記負荷取得部の判定結果が肯定的な場合に、前記電気的負荷が前記最大負荷を超えないように前記撮像条件の少なくとも一部の修正候補を算出するように構成され、
前記表示装置は、前記修正候補を表示するように構成される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 傾斜磁場発生システムにより印加される傾斜磁場を伴った磁気共鳴イメージングの撮像条件を設定するステップと、
前記撮像条件に基づいて、前記磁気共鳴イメージングが実行される場合の傾斜磁場発生システムに対する電気的負荷を算出するステップと
を有することを特徴とする傾斜磁場発生システムの負荷算出方法。
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