JP5978431B2 - 磁気共鳴イメージング装置およびフリップ角決定方法 - Google Patents
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Description
前記制御系は、ユーザから前記撮像シーケンスを決定する撮像条件を受け付ける受付部と、前記受付部で受け付けた撮像条件とパルスシーケンスとに従って前記撮像シーケンスを生成するシーケンス生成部と、を備え、前記パルスシーケンスは、1の励起高周波磁場パルス印加後に複数の再収束高周波磁場パルスを印加するシーケンスであって、
前記シーケンス生成部は、前記信号受信系が受信する複数エコー信号の信号強度に基づいて、前記画像のSNRを最大とするように、前記各再収束高周波磁場パルスのフリップ角を決定する。
以下、各実施形態を詳細に説明する。
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。
図6は、本実施形態のFA決定処理の処理フローである。ここでは、最急降下法でFA変化形状FAPを求める場合を例にあげて説明する。また、収束判定はM回(Mは自然数)繰り返したかどうかで行うものとする。
次に、本発明を適用する第二の実施形態を説明する。第一の実施形態では、全再収束RFパルスのFAを、可能な範囲で変化させ、SNRを最大(ノイズ増幅率NAを最小)にするFA変化形状を探索する。すなわち、探索するパラメータ(探索パラメータ)数が、1回のTR間に印加される全再収束RFパルス数(エコー数)Nである。例えば、FAとの間で相互に変換可能な信号強度SSを探索パラメータとすることも可能だが、この場合も探索パラメータ数はNになる。本実施形態では、この探索パラメータ数をNより少なくする。
次に、本発明を適用する第三の実施形態を説明する。上記各実施形態では、具体例としては、FA変化形状に直接関わるパラメータを制御してノイズ増幅率を最小化している。
=(1−S0)×exp(−t/Ts)+S0×exp(−t/T12) (1)
ここで、励起RFパルス201印加時をt=0とする。また、Ts=IET/log(2)とする。時定数T12の指数関数が、漸近的に近づく先の指数関数で、時定数Tsの指数関数が、漸近的な変化を表す指数関数である。漸近的に近づく先の指数関数の係数をS0(S0は1より小さい正の数)とし、S(0)=1となるように、漸近的な変化を表す指数関数の係数を(1-S0)としている。
=(1−S0)×exp(−tn/Ts)+S0×exp(−tn/T12) (2)
実際の信号強度変化形状SSPは、この離散値である、N個の時刻tnの信号強度値SS(tn)により構成される。
=(1−S0)×(1/(1+t/Ts))+S0×exp(−t/T12) (3)
また、本実施形態においても、ノイズ増幅率NAの最小値を探索する手法はこれに限らない。例えば、第一の実施形態同様、最急降下法ではなく、総当りで、変化させた探索パラメータ(S0、T12)毎に算出したノイズ増幅率NAの中で、最小のNAを得た探索パラメータ(S0、T12)から求めたFA変化形状FAPを処理結果としてもよい。
次に、本発明を適用する第四の実施形態について説明する。本実施形態は、基本的に第三の実施形態と同様に、信号強度の変化を関数で表し、その係数を変化させることにより、ノイズ増幅率を最小とするFA変化形状を決定する。ただし、本実施形態では、FAの飽和を許さないことでノイズ増幅率NAの最小化手順を簡単にして高速化する。
ここでは、係数S0の初期値として(S01+S02)/2を設定する。
Claims (18)
- 静磁場を発生する静磁場発生系と、
前記静磁場の中に配置された被検体に対して傾斜磁場を印加する傾斜磁場発生系と、
前記被検体の磁化を所定のフリップ角で励起させる高周波磁場パルスを送信する高周波磁場送信系と、
前記被検体が発生するエコー信号を受信する信号受信系と、
1の励起高周波磁場パルスの印加後に複数の再収束高周波磁場パルスを印加する撮像シーケンスに従って、前記傾斜磁場発生系、前記高周波磁場送信系、前記信号受信系の動作を制御するとともに、前記信号受信系が受信した複数のエコー信号から画像を再構成する制御系と、
を備え、
前記再収束高周波磁場パルスは、前記複数のエコー信号から得られる画像のSNRを反映する指標を用いて、前記画像のSNRを最大にするように決定されたフリップ角を有すること、
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であって、
前記制御系は、ユーザから前記撮像シーケンスを決定する撮像条件を受け付ける受付部と、前記受付部で受け付けた撮像条件に従って前記撮像シーケンスを生成するシーケンス生成部と、を備え、
前記シーケンス生成部が、前記再収束高周波磁場パルスのフリップ角を決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記シーケンス生成部は、予め定めた最適化法に従って前記再収束高周波磁場パルスのフリップ角を特定する情報を変化させて前記指標を算出することを繰り返すことにより、前記フリップ角を決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記シーケンス生成部は、前記指標として、前記エコー信号の信号強度の逆数の二乗の平均の平方根により得られるノイズ増幅率を用い、前記ノイズ増幅率を最小にするように前記再収束高周波磁場パルスのフリップ角を決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項3又は4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記再収束高周波磁場パルスのフリップ角を特定する情報は、前記再収束高周波磁場パルスのフリップ角であること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項3又は4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記再収束高周波磁場パルスのフリップ角を特定する情報は、前記再収束高周波磁場パルスの数よりも少ない数からなること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項3又は4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記再収束高周波磁場パルスのフリップ角を特定する情報は、前記複数の再収束高周波磁場パルスのフリップ角を所定の規則に従って間引いて得た中間値列であり、
前記シーケンス生成部は、前記中間値列を変化させて前記SNRを最大とする中間値列を決定し、該決定した中間値を補間し、前記再収束高周波磁場パルスのフリップ角を算出すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項3又は4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記再収束高周波磁場パルスのフリップ角を特定する情報は、前記再収束高周波磁場パルス印加により得られるエコー信号の信号強度の変化の形状を表す関数のパラメータであり、
前記シーケンス生成部は、前記パラメータを変化させて前記画像のSNRを最大にするパラメータを決定し、該決定したパラメータに基づいて決定した信号強度の変化の形状から、前記再収束高周波磁場パルスのフリップ角を算出すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項8記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記関数は、漸近的に指数関数に近づく関数であり、
前記パラメータは、前記指数関数の係数および時定数の少なくとも一方であること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項8記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記関数は、二重指数関数であり、
前記パラメータは、前記二重指数関数を構成する二つの指数関数それぞれの、係数および時定数のうちの1つ以上であること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項10記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記二重指数関数は、前記信号強度の変化の形状が漸近的に近づく第一の指数関数と、漸近的な変化を表す第二の指数関数とから構成され、
前記パラメータは、前記第一の指数関数の時定数であり、
前記シーケンス生成部は、前記第一の指数関数の時定数を変化させた際に最後の再収束高周波磁場パルスのフリップ角が最小になる前記第一の指数関数の時定数を、前記画像のSNRを最大にする前記パラメータとして決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項8乃至11のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記フリップ角を変化させる範囲は予め定められ、
前記シーケンス生成部は、前記フリップ角が前記範囲内に納まり、かつ、飽和しないよう、前記パラメータを変化させること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項8乃至11のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記フリップ角の範囲は予め定められ、
前記シーケンス生成部は、算出したフリップ角が前記範囲内に存在しない場合、予め定めた規則に従ってフリップ角を決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1乃至13のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記シーケンス生成部は、前記決定したフリップ角を、予め定めた規則に従って修正すること
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であって、
撮像条件毎に、前記再収束高周波磁場パルスのフリップ角であって、前記画像のSNRを最大にするよう決定したフリップ角を記憶するフリップ角記憶部をさらに備え、
前記シーケンス生成部は、前記受付部で受け付けた撮像条件に対応づけて前記フリップ角記憶部に記憶されているフリップ角を、前記再収束高周波磁場パルスのフリップ角として用いること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項2乃至13のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮像条件には、撮像対象の縦緩和時間と横緩和時間とを特定する情報が含まれること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記シーケンス生成部は、撮像対象の縦緩和時間及び横緩和時間と、前記複数の再収束高周波磁場パルスのフリップ角の変化形状と、に基づいて、前記複数のエコー信号の信号強度の変化形状を1つ求め、該1つの信号強度の変化形状から前記指標を求めること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 磁気共鳴イメージング装置で用いられるマルチエコー撮像シーケンスの、複数の再収束高周波磁場パルスのフリップ角を決定するフリップ角決定方法であって、
前記磁気共鳴イメージング装置で取得する複数のエコー信号から得られる画像のSNRを反映する指標を用いて、
予め定めた最適化法に従って、前記再収束高周波磁場パルスのフリップ角を特定する情報を変化させて、前記指標を算出することを繰り返し、前記画像のSNRが最大となるフリップ角を決定するフリップ角決定ステップを備えたこと
を特徴とするフリップ角決定方法。
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