JP6017443B2 - 磁気共鳴イメージング装置および照射磁場分布計測方法 - Google Patents
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Description
本実施形態が採用する画像取得シーケンスは、複数のチャンネルのうちの一つのチャンネルで照射するパルスシーケンスであり、照射に用いるチャンネルを変えながらチャンネルの数と同数繰り返す。この場合、第2の照射磁場分布算出部は、チャンネル毎に取得した部分照射画像と全体画像とを用いて、チャンネル毎の照射磁場分布を算出する。
B1分布計測パルスシーケンス310で得たデータから、全チャンネルでRF照射したときのB1分布を算出する。前述したように、マルチTI法によるB1分布算出方法には、連立方程式を解く手法と行列演算を解く手法とがあるが、ここでは行列演算による手法を説明する。
画像取得シーケンス301、302、303でそれぞれ収集したk空間データを逆フーリエ変換し、第1チャンネル、第2チャンネル及び全チャンネルの画像データを得る。これら画像データについて、各画素の位相を求める。位相は画像データの実部と虚部とのアークタンジェントから算出することができる。第1チャンネルの画素の位相(第1チャンネル画像の位相ともいう)をφ1、第2チャンネルの画素の位相(第2チャンネル画像の位相ともいう)をφ2、全チャンネルの画素の位相(全チャンネル画像の位相ともいう)をφtotalとする。
式(14)〜(16)の連立方程式を解くことにより、式(17)、(18)によりX、Yを求めることができ、式(17)及び式(12)からB1を求めることができる(式(19))。
本実施形態が採用する画像取得シーケンスは、複数のチャンネルのうちの一つのチャンネルを除く残りのチャンネルで照射するパルスシーケンスであり、除くチャンネルを変えながらチャンネルの数と同数繰り返す。この場合、第2の照射磁場分布算出部は、一つのチャンネルを除くパルスシーケンスで取得した画像と全体画像とを用いて、一つのチャンネルの画像の位相と全体画像の位相との位相差を算出し、当該位相差と第1の照射磁場分布算出部が算出した照射磁場分布とを用いて、チャンネル毎の照射磁場分布を算出する。
すなわち、第一実施形態及び第二実施形態では、B1分布計測のステップS200において、個々のチャンネルを照射する画像取得シーケンスとは別に、全チャンネル照射の画像取得シーケンス303を行う場合を説明したが、本実施形態では、全チャンネル照射の画像取得シーケンスを省略し、個々のチャンネルの画像取得シーケンスで得た画像を用いて全照射画像を合成する。以下、第一実施形態及び第二実施形態と異なる点を中心に説明する。
本実施形態は、複数のチャンネルを2組に分割し、各組のB1分布を算出する処理を、組を構成するチャンネル数が1になるまで繰り返すことが特徴である。
本実施形態でも、判定部741が位相差の差分「α−β」或いは「αk−βk」の値が0或いはπに近いか否かを判断することは第五実施形態と同様である。本実施形態では、あるチャンネルについて差分が0またはπに近い場合、そのチャンネルについて照射するRFパルスの位相を変えて画像を再計測させる。
まず各チャンネルの画像データを取得する(ステップS101)。画像データは、第一実施形態のように、各チャンネルの画像データでもよいし、第二実施形態のように、1チャンネルを除く残りのチャンネルの画像データでもよいし、第四実施形態のように、全チャンネルを2分割したチャンネル群の画像データでもよい。また複数チャンネルの画像を合成したデータでもよい。ここでは、説明を簡単にするために、チャンネル毎の画像データである場合を例に説明する。
(式中、θは予め設定した閾値)
判定の結果、位相差分|α−β|が式(24)を満たし磁場強度計算が失敗することが予測される場合、ステップS102における計算の対象としたチャンネルjについて、励起RFパルスの位相を異ならせて再度、画像を取得する(ステップS104)。再計測の場合のRF位相は、例えば、1回目の計測のときの位相±π/2とする。
本実施形態は、判定部741の判定結果によって、B1分布算出に用いるチャンネルの組み合わせを変化させることが特徴である。
本撮像に際し、制御部は、チャンネル毎に算出した照射磁場分布を用いてRFシミングを行う。具体的には、制御部は、被検体の画像を取得する第3の画像取得シーケンス(本撮像シーケンス)を有し、演算部は、第2の照射磁場分布算出部が算出したチャンネル毎の照射磁場分布を用いて、第3の画像取得シーケンスで照射する高周波磁場の振幅と位相の組をチャンネル毎に算出するシミング部を備える。
式(25)の振幅及び位相の組(Ak, φk)を変化させて、磁場分布B1total(r)(rは実空間座標の位置)として、均一な磁場分布B1(r)を与える振幅及び位相の組を求める(S220)。この計算は、公知の非線形最適化アルゴリズムを用いて解くことができ、例えば、式(25)で求めたB1total(r)と目標とする磁場分布との平均2乗誤差の平方根を最小化する最適化アルゴリズムを用いて振幅及び位相の組(Ak, φk)を求めることができる。
Claims (17)
- 検査対象に高周波磁場を照射する送信部及び前記検査対象から核磁気共鳴信号を受信する受信部を備えた撮像部と、前記受信部が取得した核磁気共鳴信号を処理し、画像再構成を含む演算を行う演算部と、前記撮像部による撮像を制御する制御部とを備えた磁気共鳴イメージング装置であって、前記送信部は2以上のチャンネルを持つ送信コイルを備え、
前記制御部は、前記送信コイルの全部又は一部である複数チャンネルについて、1チャンネル又は2以上のチャンネルの組合せで照射した画像を取得する画像取得シーケンスと、前記複数チャンネル全体で照射したときの全体照射磁場分布を計測する照射磁場分布計測シーケンスとを有し、
前記演算部は、前記照射磁場分布計測シーケンスで取得したデータを用いて前記全体照射磁場分布を算出する第1の照射磁場分布算出部と、前記画像取得シーケンスで取得した複数の画像データと前記全体照射磁場分布とを用いて、前記複数チャンネルを構成するチャンネル毎のチャンネル照射磁場分布を算出する第2の照射磁場分布算出部と、を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第2の照射磁場分布算出部は、前記複数チャンネル全体の画像(全体画像)の位相と、前記複数チャンネルのうち一部のチャンネルの画像(部分照射画像)の位相と、前記全体照射磁場分布とを用いて、前記チャンネル照射磁場分布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2に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記演算部は、一部のチャンネルで照射した画像を複数用いて、前記全体画像を合成する画像合成部を備えた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3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、
前記画像取得シーケンスと前記照射磁場分布計測シーケンスは、同一パルスシーケンス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1乃至3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、
前記照射磁場分布計測シーケンスは、ダブルアングル法(DAM)、フィッティング法及びアクチュアルフリップアングル法(AFI)に基くパルスシーケンスのいずれか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1乃至3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、
前記照射磁場分布計測シーケンスは、送信部による高周波磁場プリパルスの印加と、前記高周波磁場プリパルスの印加からの経過時間が異なる複数の信号取得シーケンスを含むことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記画像取得シーケンスは、複数のチャンネルのうちの一つのチャンネルで照射するパルスシーケンスを含み、当該パルスシーケンスは照射に用いるチャンネルを変えながらチャンネルの数と同数繰り返され、
前記第2の照射磁場分布算出部は、チャンネル毎に取得した画像と前記複数のチャンネル全体で照射した画像とを用いて、前記チャンネル照射磁場分布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1に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記画像取得シーケンスは、複数のチャンネルのうちの一つのチャンネルを除く残りのチャンネルで照射するパルスシーケンスを含み、当該パルスシーケンスは、除くチャンネルを変えながらチャンネルの数と同数繰り返され、
前記第2の照射磁場分布算出部は、前記一つのチャンネルを除くパルスシーケンスで取得した画像と前記複数のチャンネル全体で照射した画像(全体画像)とを用いて、前記一つのチャンネルの画像の位相と前記全体画像の位相との位相差を算出し、当該位相差と前記全体照射磁場分布とを用いて、前記チャンネル照射磁場分布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1に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記画像取得シーケンスは、複数のチャンネルを2分割し、分割後のチャンネル数が1になるまで分割を繰り返したときの、各分割ステージのチャンネル群およびチャンネルの全部又は一部を用いて照射した複数の画像を取得するシーケンスからなり、
前記第2の照射磁場分布算出部は、チャンネル群の画像データと、チャンネルの画像データとを用いて、前記チャンネル照射磁場分布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2又は3に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記演算部は、一部のチャンネルの部分照射画像の位相と前記全体画像の位相との位相差、及び、前記一部以外のチャンネルの部分照射画像の位相と前記全体画像の位相との位相差の差分が、所定の閾値以上または未満であることを画素ごとに判定する判定部を備え、前記判定部の判定結果により、前記チャンネル照射磁場分布の再計算を行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項10に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記判定部が、前記位相差の差分が所定の閾値未満である判断したとき、前記制御部は前記撮像部による撮像を繰り返し、前記演算部は前記位相差の差分が所定の閾値未満であると判断された画素について照射磁場強度の再計算を行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項10に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記判定部が、前記位相差の差分が所定の閾値未満である判断したとき、前記演算部は、照射磁場分布の計算に用いた部分画像のチャンネルの組み合わせを変更し、前記位相差の差分が所定の閾値未満であると判断された画素について照射磁場強度の再計算を行う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12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、
前記制御部は、前記画像取得シーケンスを、前記照射磁場計測シーケンスの直前に実行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12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、
前記制御部は、前記画像取得シーケンスを、前記照射磁場計測シーケンスのTR後に実行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14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、
前記制御部は、被検体の画像を取得する第2の画像取得シーケンスを有し、
前記演算部は、前記チャンネル照射磁場分布を用いて、前記第2の画像取得シーケンスで照射する高周波磁場の振幅と位相の組をチャンネル毎に算出するシミング部を備えた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の複数チャンネルからなる送信コイルの照射磁場分布を計測する方法であって、
送信コイルのチャンネルの全部又は一部である複数チャンネルについて、1のチャンネル又は少なくとも1のチャンネルを除くチャンネルを用いて照射を行い、画像データを取得する画像取得ステップと、
前記複数チャンネルを全て用いて照射した場合の全体照射磁場分布を取得する照射磁場分布取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得した画像データと、前記照射磁場分布取得ステップで取得した全体照射磁場分布とを用いて、前記複数のチャンネルを構成する個々のチャンネルのチャンネル照射磁場分布を算出する算出ステップと、
を含む照射磁場分布計測方法。 - 請求項16に記載の照射磁場分布計測方法であって、
前記複数のチャンネルを全て用いて照射を行い、チャンネル全体の画像データを取得するステップ、または、前記画像取得ステップで取得した画像データを用いてチャンネル全体の画像データを合成するステップ、
を含むことを特徴とする照射磁場分布計測方法。
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