JP6103965B2

JP6103965B2 - 磁気共鳴イメージング装置及びｒｆシミング方法

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Publication number: JP6103965B2
Application number: JP2013020992A
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Inventors: 克成長嶋; 英久秋丸; 秀之堀尾; 公輔伊藤
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Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2017-03-29
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Description

本発明は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴(以下、「NMR」という)信号を計測し、核磁化の密度分布や緩和時間分布を画像化する核磁気共鳴イメージング(以下、「MRI」という)技術に関し、特に、RFシミング処理を施す領域設定の技術に関する。

MRI装置は、主に水素原子核の核磁気共鳴現象を利用した医用画像診断装置である。一般的には、静磁場に置かれた被検体にスライス傾斜磁場を印加すると同時に特定の周波数をもつ高周波磁場を印加して、撮像したい断面内の核磁化を励起する。送信用高周波(ラジオ波、以下、RF)コイルにRFパルスを送信し、該RFコイルが電磁波を照射することにより、被検体に高周波磁場が印加される。

近年、画像のSＮ比向上のため、MRI装置の高磁場化が進み、3T以上の静磁場強度を持つ装置の普及が進んでいる。高磁場装置では、高いコントラストの画像が得られる一方で、腹部画像などにムラが生じるという高磁場装置特有の問題が発生する。この画像ムラの原因には、送信用RFコイルが撮像領域に形成する回転磁界の空間的不均一が挙げられる。これを送信感度分布(B1分布)の不均一と呼ぶ。これは、高磁場化に伴って、照射する電磁波の磁気共鳴周波数が高くなると、生体内での電磁波の波長が生体の大きさとほぼ同等スケールとなり、電磁波の位相が変化する等の理由により発生する。

B1分布の不均一を低減する方法として、複数のチャンネルを持つ送信用RFコイルを用いて電磁波を照射する際に「RFシミング」という手法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。これは、各チャンネルに与えるRFパルスの位相と振幅とを制御することによって、撮像領域におけるB1分布の不均一を低減させる方法である。一般的に、B1分布の均一度が高いRFシミングを実現するには、各チャンネルに与える位相と振幅とを、各チャンネルが作り出すB1分布に基づいて決定する。B1分布は被検体の体型や組織構造等に依存するため、被検体毎、撮像部位毎に各チャンネルのB1分布を計測する必要がある。

上記の様なRFシミングにおいては、撮像領域全体を均一にする補正が行われ、全体的な均一度を高めることができるが、場合によっては、撮像領域内でも特定の関心領域が存在し、その関心領域の均一度を特に高めたいことがある。

その解決方法の一例として、撮像領域全体ではなく、撮像領域内に特定の関心領域を設定してRFシミングを行い、その関心領域のRFシミング効果を高めることがある。このような場合、特定の関心領域は操作者により設定されることが多い。例えば、操作者が画像を確認しながら関心領域をマウス操作などで囲むといったことが考えられる。

米国特許第7078901号明細書特開平5-277092号公報

操作者による特定の関心領域の設定に関して、操作者が任意の領域を関心領域として設定することが可能であるが、操作者にそのための操作を強いることになる。RFシミングはルーチン検査の中で常用的に行われるものであり、関心領域の設定操作を繰り返すことで操作者には大きな負担となることが考えられる。

そこで本発明は、RFシミング処理を適用する関心領域の設定についての操作者の負担を低減することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のように構成される。即ち、撮像空間において被検体が配置された領域を検出し、被検体が配置された領域に基づいて、複数のチャンネルを持つ送信コイルの送信感度分布の不均一を低減するよう、各チャンネルから供給する高周波パルスの位相および振幅を算出し、算出されたチャンネル毎の高周波パルスの位相および振幅を用いて、被検体に高周波磁場を印加する。

本発明によれば、RFシミング処理を適用する関心領域の設定についての操作者の負担を低減することができる。

磁気共鳴イメージング装置による全体の構成図情報処理装置の機能ブロック図撮像処理のフローチャートを説明する図被検体の計測空間における位置ずれと該被検体の最大幅を求める手段により、自動的に適切な関心領域を判定する方法を説明する図被検体の計測空間における位置ずれと該被検体の最大幅を求める手段により、自動的に左右どちらの部位が対象であるかを判断する方法を説明する図被検体の計測空間における位置ずれと該被検体の最大幅を求める手段により、特定領域を設定する必要がないと自動的に判断する方法を説明する図本撮像におけるスライス断面の位置から、自動的に適切な関心領域を判断する方法を説明する図本撮像におけるスライス断面の位置から、自動的に左右どちらの部位が対象であるかを判断する方法を説明する図本撮像におけるスライス断面の位置から、特定領域を設定する必要がないと自動的に判断する方法を説明する図多チャンネル送受信系の構成の一例を示す図。

以下、本発明の一例の概要について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。また、本発明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1は、本実施形態の磁気共鳴イメージング(MRI)装置100の典型的な構成を説明するためのブロック図である。このMRI装置は、マグネット101と、傾斜磁場コイル102と、送信用RFコイル(送信コイル)103と、受信用RFコイル(受信コイル)104と、シーケンサ110と、傾斜磁場電源112と、送信器113と、受信器114と、情報処理装置120と、記憶装置121と、表示装置122と、入力装置123と、寝台140と、を備える。さらに、静磁場均一度を調整する必要がある場合、シムコイル105とシム電源115とを備える。

マグネット101は、被検体130が置かれる撮像空間に静磁場(B0)を形成する。被検体130は、寝台(テーブル)140上に配置される。マグネット101は、MRI装置の構造に応じて、種々(超電導コイル、常電導コイル、永久磁石)の形態のものが採用される。

傾斜磁場コイル102は、互いに直交する3方向の傾斜磁場を与える。傾斜磁場は、スライス選択、位相エンコード、周波数エンコードなどの位置情報を核磁気共鳴信号に与える。傾斜磁場コイル102は、傾斜磁場電源112により駆動される。また、シムコイル105は、複数のチャンネルからなり、シム電源115により電流が供給され、駆動される。

送信コイル103は、撮像空間中に配置された被検体130に対し高周波磁場を印加する。送信コイル103に供給するRFパルスは、送信器113により生成される。本実施形態では、送信コイル103は、送信するRFパルスの位相と振幅とを独立に制御可能な複数のチャンネル150で構成される。各チャンネル150に供給されるRFパルスの位相および振幅はシーケンサ110により制御される。以下、本実施形態では、送信コイル103は、m個のチャンネル150から構成されるものとして、説明する。なお、送信コイル103を構成するチャンネル150の数mは2以上であれば良く、特に限定されるものではない。

受信コイル104は、被検体130から発生する核磁気共鳴信号を受信する。受信器114は、受信コイル104で受信した核磁気共鳴信号を検波する。検波の基準とする核磁気共鳴周波数はシーケンサ110によりセットされる。検波された核磁気共鳴信号は、情報処理装置120に送られる。なお、本実施形態では送信コイル103と受信コイル104とに別個のものを用いる場合を例にあげて説明するが、送信コイル103と受信コイル104との機能を兼用する1つのコイルで構成してもよい。

シーケンサ110は、傾斜磁場電源112、送信器113及び受信器114の動作を制御し、傾斜磁場、高周波磁場の印加および核磁気共鳴信号の受信のタイミング、印加量等を制御する。タイミングの制御は、撮像方法によって予め設定されているパルスシーケンスと呼ばれるタイムチャートに従って情報処理装置120からの指示に従って行われる。パルスシーケンスは、予め、記憶装置121に記憶される。また、使用するパルスシーケンスの選択、それぞれの印加量等の詳細な条件は、予め記憶装置121に設定される。設定は、情報処理装置120により、または、ユーザにより入力装置123を介してなされる。

また、静磁場均一度調整時は、シーケンサ110は、各シムコイルに流れる電流を制御する。すなわち、シーケンサ110は、シム電源115に命令を送り、静磁場不均一を補正するような付加的な磁場をシムコイル105に発生させる。

情報処理装置120は、パルスシーケンスおよびユーザからの指示に従って、シーケンサ110に指令を出力し、撮像を実行する。また、受信器114を介して得た核磁気共鳴信号に対して様々な演算処理を行ない、画像を再構成する。さらに、再構成した画像から送信コイル103の送信感度(B1分布)の不均一を補正するパラメータを算出する。情報処理装置120には、受信器114、シーケンサ110、記憶装置121、表示装置122、入力装置123などが接続される。表示装置122は、生成したスペクトル情報や画像情報をユーザに表示するインタフェースである。入力装置123は、計測条件や演算処理に必要な条件、パラメータ等をユーザが入力するためのインタフェースである。記憶装置121には、情報処理装置120が生成した再構成画像を含む各種の情報、入力装置123を介して入力された情報等、パルスシーケンスの制御データ等が必要に応じて記録される。

なお、情報処理装置120は、CPUとメモリとを備える。情報処理装置120の各種の機能は、記憶装置121等に格納されたプログラムをCPUがメモリにロードして実行することにより実現される。

図10に多(m個)チャンネル送受信系の一例を示す。送信器113-iと受信器114-iをペアとして一つのチャンネル(i)(1≦i≦m)の送受信系が構成される。送信時に送信器113-i内では、基本波形データが記憶されたメモリからその基本波形データを読み出して、RFシミングを行うための振幅変調や位相変調を施し、振幅変調や位相変調を施したデジタルデータをD/Aコンバータでアナログ信号に変換し、そのアナログ信号を静磁場強度に応じた周波数に変換し(ミキシング)、増幅して、送信モードに設定された送受切替スイッチを介してiチャンネルの要素RFコイルに印加される。他方、受信時に受信器114-i内では、受信モードに設定された送受切替スイッチを介してiチャンネルの要素RFコイルからの核磁気共鳴信号をプリアンプで増幅し、周波数変換してし(ミキシング)、A/Dコンバータでデジタルデータに変換し、このデジタルデータに各種信号処理を施す。この様な構成の一つのチャンネル(i)の送受信系をm個並列に備えて、多(m個)チャンネル送受信系が構成される。振幅・位相変調のための制御や送受切替スイッチの切り替えは、シーケンサ110より行われる。

本実施形態の情報処理装置120は、前述のように、MRI装置100の各部を制御して、静磁場(B0分布)および送信感度分布(B1分布)の不均一を補正し、本撮像を実行する。本実施形態の情報処理装置120は、これを実現するため、図2に示すように、参照計測を実行する参照計測部210と、撮像空間において被検体又はその撮像対象部位が配置された領域を検出する位置検出部211と、静磁場シミングを行う静磁場シミング部220と、被検体又はその撮像対象部位が配置された領域に基づいて、複数のチャンネルを持つ送信コイルの送信感度分布の不均一を低減するよう、各チャンネルに供給するRFパルスの位相および振幅を算出し、シーケンサ110に設定するRFシミング準備部230と、本撮像を実行する本撮像部240と、本撮像で得られた核磁気共鳴信号を画像再構成し、再構成した画像を表示装置122に表示する表示処理部250と、を備える。

そして、送信器113及び送信コイル103を含む高周波磁場印加部は、算出されたチャンネル毎のRFパルスの位相および振幅を用いて、被検体に高周波磁場を印加する。

まず、上記各部による撮像時の処理の流れの概略を説明し、その後、各部による処理の詳細を説明する。図3は、本発明の一例のMRI装置100における、被検体130を撮像する際の撮像処理の処理フローである。本撮像処理は、ユーザからの撮像開始の指示、または、予め登録されたプログラムに従って開始される。

ステップS1101では、検査開始の指示を受け付けると、まず、参照計測部210は、撮像準備のための参照スキャンを実行する。このステップで位置検出部211は、撮像空間において被検体の撮像対象部位が配置された領域を検出する。詳細は後述する。

ステップS1102では、静磁場シミング部220は、静磁場シミング処理を行う。具体的には、静磁場シミング部220は、静磁場(B0)シミングのための計測を行い、B0分布を計算し、静磁場不均一を補正するシム電流値を調整する。

ステップS1103では、RFシミング準備部230は、RFシミング準備処理を行う。具体的には、RFシミング準備部230は、送信感度分布(B1分布)算出のための計測を行い、B1分布を計算し、送信感度分布の不均一を低減するためのパラメータを算出し、シーケンサ110に設定する。ここでは、RFシミング準備部230は、各チャンネル150に与えるRFパルスのチャンネル毎の位相及び振幅又はチャンネル間位相差及び振幅比(以後、代表して位相差および振幅比と表す)を決定し、シーケンサ110に設定する。

ここで、チャンネル間位相差及び振幅比を求める際に、RFシミング準備部230は、送信感度分布に対して、被検体が配置された領域に基づいて関心領域を設定し、該関心領域における送信感度分布の不均一を低減するように、チャンネル間位相差及び振幅比を算出する。或いは、被検体の位置が磁場中心位置の近傍に有る場合に、送信感度分布に関心領域を設定せずに、チャンネル間位相差及び振幅比を算出する。

なお、チャンネル間の位相差および振幅比は、例えば、特許文献1に記載の方法で求めることができるが、本発明はこの方法に限られない。

ステップS1104では、本撮像部240は、検査目的に応じてシーケンサ110に本撮像を実行させる。本撮像では、シーケンサ110は、静磁場シミング部220が設定したシム電流値を用いて静磁場不均一を補正した状態で、RFシミング準備部230が設定したチャンネル間の位相差および振幅比を保って、各チャンネル150にRFパルスを送信するよう、送信器113に指示を行う。

ステップS1105では、表示処理部250は、本撮像により得られた再構成画像を表示装置122に表示する。

なお、上記撮像処理(特にステップS1103)は、被検体130が変わる毎に、また、同一被検体130であっても、撮像対象部位が変更される毎に繰り返される。
以上までが、撮像時の処理の流れの概略の説明である。

次に、図3に示した撮像時の各処理の詳細を説明する。
最初に、ステップS1101の参照計測部210による参照スキャンについて説明する。参照計測部210は、ステップS1101の参照スキャンとして、プリスキャン、スカウトスキャンなどを実行する。プリスキャンは、中心周波数、RFパルスの照射パワーおよび受信ゲインの調整を目的として実行される。スカウトスキャンは、被検体130の位置の同定を目的として実行される。参照計測部210は、所定のパルスシーケンスに従ってシーケンサ110に指示を出し、各参照スキャンを実行する。なお、これらの情報が既に取得済みである場合は、この参照スキャンは行わなくてもよい。この場合、参照計測部210は以下に説明する位置検出部211のみ備えることになる。

次に、この位置検出部211が行う、被検体の撮像空間における位置ずれと該被検体の最大幅を求める方法について説明する。本方法は、例えば特許文献2に記載されている方法を用いることができる。ただし、本発明は特許文献2に記載の方法に限定されず他の方法を用いることができる。以下、特許文献2に記載の方法に基づいて、位置検出部211が行う、被検体の撮像空間における位置ずれと該被検体の最大幅を求める方法の一例を説明する。

まず、位相エンコード傾斜磁場をかけずに読み出し傾斜磁場を印加する所定のパルスシーケンス(GrE(グラディエントエコー)法又はスピンエコー法のいずれでもよい)を一回実行し、これにより得られる核磁気共鳴信号である計測データを一次元フーリェ変換することによって、周波数に対する信号強度の関係を得る。この信号強度の分布の内で閾値より大きい範囲が、読み出し傾斜磁場を印加した方向における被検体の存在範囲に対応していることになる。該閾値に相当する周波数の下限値fLおよび上限値fHにより、被検体の中心の周波数fC＝｛(fL＋fH)／2｝が求められることになる。そして、静磁場中心における共鳴周波数f0と、上述した被検体中心の周波数fCとから、被検体の中心のずれ量は、
(中心ずれ量)＝(f0−fC)×2π／(γ×Gr) (1)
ただし、
π ：円周率
γ ：磁気回転比
Gr：シーケンスの読み出し傾斜磁場強度
である。一方、被検体の最大幅Sは、
S＝(fH−fL)×2π/(γ×Gr) (2)
として求めることができる。

読み出し傾斜磁場の印加方向を変えることで、任意の方向における被検体の中心ずれ量及び最大幅を求めることが可能になる。例えば、撮像空間の左右方向(RL方向と上限方向(AP方向)における被検体の中心のずれ量と最大幅をそれぞれ求めることができる。

以上に様にして求めた被検体の中心のずれ量と最大幅に基づいて、位置検出部211は、撮像空間において被検体又はその撮像対象部位が配置された領域を検出する。

次に、ステップS1102における静磁場シミング部220による、静磁場(B0)シミング処理について説明する。静磁場シミング部220は、静磁場不均一を補正するよう、シムコイル105に供給する電流値を決定する。計算された電流値はシーケンサ110に受け渡され、シーケンサ110からの指示に従って、シム電源115から出力される。シム電源115から供給される電流に従ってシムコイル105が磁場を発生することにより、静磁場(B0)不均一は補正される。なお、静磁場に不均一がない場合は、この静磁場シミング処理は行わなくてもよい。この場合、静磁場シミング部220は備えなくてもよい。

上記電流値を決定するため、静磁場シミング部220は、まず、静磁場分布(B0分布)を計測する。B0分布計測のため、静磁場シミング部220は、エコー時間TEの異なる2つのGrE系のパルスシーケンスによる計測を実行する。この計測は、予め保持されるGrE系のパルスシーケンスに従って、静磁場シミング部220がシーケンサ110に指示を出すことにより実行される。

そして、静磁場シミング部220は、各パルスシーケンスにより得られた核磁気共鳴信号から、それぞれ画像を再構成する。

次に、静磁場シミング部220は、得られた2つの再構成画像間の位相差を計算する。そして、静磁場シミング部220は、得られた位相差を用い、静磁場分布偏り(静磁場不均一)ΔB0の分布を作成する。

静磁場不均一ΔB0は、画像間の位相差ΔΦ、TEの時間差ΔTおよび核磁気回転比γを用い、以下の式(3)で表わされる。

ΔB0=ΔΦ／(γ・ΔT) (3)
静磁場シミング部220は、式(3)を用いて、各画素の静磁場不均一を求め、静磁場不均一分布を作成する。そして、静磁場シミング部220は、これに基づいてシムコイル105に供給する電流値を算出する。計算された電流値はシーケンサ110に設定され、シーケンサ110からの指示に従って、シム電源115から出力される。

なお、静磁場シミング部220は、さらに、補正後の静磁場不均一分布を計算にて算出するよう構成してもよい。また、補正前後の静磁場不均一分布を表示画像として構成し、表示装置122に表示してもよい。このように構成することにより、操作者がB0シミング処理による静磁場分布の変化を確認することができる。

次に、ステップS1103のRFシミング準備部230によるRFシミング準備処理について説明する。RFシミング準備部230は、送信コイル103が撮像領域に形成する回転磁界の強度分布である送信感度分布(B1分布)を算出し、その不均一を補正するよう、各チャンネル150に供給するRFパルスのチャンネル間位相差および振幅比を算出し、シーケンサ110に設定する。

また、このRFシミング準備処理において、関心領域を特定して、RFパルスのチャンネル間位相差および振幅比を算出することがある。その場合、特定の関心領域は操作者によって設定されることが多い。例えば操作者は図1に示す入力装置123と表示装置122を用いて、画像を確認しながら特定の関心領域を選択する。しかし、この領域選択はルーチン作業の中で繰り返し行われるものであり、操作者の負担となってしまう。そこで、本発明では、被検体の撮像空間における位置ずれと該被検体の最大幅や、本撮像のスライス断面の位置などに基づいて、関心領域を自動的に特定する。関心領域の特定方法についての詳細は後述する。

これらの機能により、算出した位相差及び振幅比がシーケンサ110に設定される。シーケンサ110は、以後の本撮像において、設定された位相差および振幅比でRFパルスを生成して各チャンネル150に供給するよう、送信器113に指示を出す。

以上の本発明の一例の概要の説明に基づいて、以下、RFシミングを施す関心領域の設定方法についての各実施形態を詳細に説明する。

(第1の実施形態)
次に、本発明のMRI装置及びRFシミング方法の第1の実施形態について説明する。本第1の実施形態は、被検体の撮像空間における位置ずれと該被検体の最大幅を求めて被検体が配置された領域を検出し、検出された領域に基づいて、送信感度分布に関心領域を設定する。以下、図4を用いて本第1の実施形態を詳細に説明する。

図4における401は、被検体がガントリ内に仰向けで寝ている状態を、足側から見た様子を示している。

この状態で、図3に示す処理フローが以下の様に行われる。
ステップS1101では、位置検出部211は、参照スキャンにおいて、被検体の撮像空間における位置ずれと該被検体の最大幅を求めて、被検体が存在する領域を検出する。その結果、図4における401のように、被検体の横方向、縦方向の存在する領域を検出することができる。

次に、ステップS1103では、RFシミング準備部230は、RFシミング準備処理により、送信感度分布を求める。そして、401に示すように検出された被検体が存在する領域より少し大きい領域を、求めた送信感度分布上にマッピングし、402に示すように関心領域として設定する。さらに、402のように設定した関心領域以外の領域をゼロ値でマスクする。このマスク後の送信感度分布403を用いて、RFシミング準備部230は、RFパルスのチャンネル間位相差および振幅比を算出する。

以上により、本第1の実施形態は、撮像対象が存在する領域を検出して関心領域を設定し、その関心領域に特化したRFシミング準備処理を行うので、操作者に関心領域の設定負担を強いることなく、関心領域における送信感度分布の不均一を低減することが可能になる。

(第2の実施形態)
次に、本発明のMRI装置及びRFシミング方法の第2の実施形態について説明する。本第2の実施形態は、特に膝や肩といった部位の撮像時に、被検体の撮像空間における位置ずれと該被検体の最大幅を求めて撮像対象部位が存在する領域を検出し、検出した撮像対象部位が存在する領域と磁場中心位置との関係に基づいて、左右どちらの部位が関心領域であるかを判定して、関心領域を設定する。以下、図5を用いて本第2の実施形態を詳細に説明する。

図5における501は、被検体がガントリ内に仰向けで寝ている状態を、足側から見た様子を示している。

この状態で、図3に示す処理フローが以下の様に行われる。
ステップS1101では、位置検出部211は、参照スキャンに基づいて、被検体の撮像空間における位置ずれと該被検体の最大幅を求め、被検体の存在する領域を検出する。その結果、図5における501のように、被検体の横方向の存在する領域を判定することができる。次に、磁場中心位置と被検体の横方向の両端の距離を計算する。501の場合は右肩側の端の方が左肩側の端より磁場中心位置の近い状態である。多くの検査において、被検体の位置は、撮像対象部位がなるべく磁場中心にくるように調整される。501の場合は、右肩側が左肩側より磁場中心位置に近い位置に調整されているので、右肩側が撮像対象部位だと判定することができる。

次に、ステップS1103では、RFシミング準備部230は、RFシミング準備処理により、送信感度分布を求める。そして、501に示すように右肩側が撮像対象部位だと判定できたため、送信感度分布上の右側を関心領域としてマッピングし、502に示すように関心領域として設定する。さらに、502のように設定した関心領域以外の領域をゼロ値でマスクする。このマスク後の送信感度分布503を用いて、RFパルスのチャンネル間位相差および振幅比を算出する。

以上により、本第2の実施形態は、被検体の左右どちらの部位が撮像対象部位であるかを判定し、その撮像対象部位を適切な関心領域として特化したRFシミング準備処理を行うので、操作者に関心領域の設定負担を強いることなく、関心領域における送信感度分布の不均一を低減することが可能になる。

(第3の実施形態)
次に、本発明のMRI装置及びRFシミング方法の第3の実施形態について説明する。本第3の実施形態は、被検体の撮像空間における位置ずれと該被検体の最大幅を求めて、検出した撮像対象部位が磁場中心位置の近傍に位置する場合には、関心領域を設定する必要がないと判断し、送信感度分布に関心領域を設定しない。以下、図6を用いて本第3の実施形態を詳細に説明する。

図6における601は、被検体がガントリ内に仰向けで寝ている状態を、足側から見た様子を示している。

この状態で、図3に示す処理フローが以下の様に行われる。
ステップS1101では、位置検出部211は、参照スキャンに基づいて、被検体の撮像空間における位置ずれと該被検体の最大幅を求めて被検体の存在する領域を検出する。その結果、図6における601のように、被検体の横方向の存在する領域を判定することができる。そして、位置検出部211は、磁場中心位置と被検体の横方向の両端の距離を計算する。601の場合は右肩側の端の方が左肩側の端より磁場中心位置に近い状態であり(つまり、右肩側が磁場中心位置の近傍に配置されている)、かつ右肩側の端がほとんど磁場中心位置に近い。ここで、磁場中心位置は、特定領域(関心領域)として設定することなく、良好なRFシミング準備処理が可能であることが分かっている。601の場合は、右肩側がかなり磁場中心位置に近い位置に調整されているので、関心領域を設定する必要がないと判断することができる。関心領域設定の要否の判断は、磁場中心位置により近い方の被検体の端部位置と磁場中心位置との間の距離と、所定の閾値と、の比較により判断することができる。

次に、ステップS1103では、RFシミング準備部230は、RFシミング準備処理により、送信感度分布を求める。そして、601のように撮像対象部位が磁場中心位置の近傍に配置されていることから関心領域を設定する必要がないと判断できたため、送信感度分布上には特に関心領域をマッピングしない。従って、RFシミング準備部230は、603に示すように最初に求めた送信感度分布603そのものを用いて、RFパルスのチャンネル間位相差および振幅比を算出する。

以上により、本第3の実施形態は、撮像対象部位が磁場中心近傍に有る場合に、関心領域を設定する必要がないと判断してRFシミング準備処理を行う。これにより、関心領域を設定する手間無く、磁場中心の近傍領域(つまり撮像対象部位を含む領域)における送信感度分布の不均一を低減することが可能になる。

(第4の実施形態)
次に、本発明のMRI装置及びRFシミング方法の第4の実施形態について説明する。本第4の実施形態は、本撮像におけるスライス断面の位置に基づいて、送信感度分布に適切な関心領域を設定する。以下、図7を用いて本第4の実施形態を詳細に説明する。

図7における701は、RFシミング準備処理で算出された送信感度分布と、本撮像におけるスライス断面との位置関係を示している。

この状態で、図3に示す処理フローが以下の様に行われる。
ステップS1101では、位置検出部211は、本撮像におけるスライス断面を送信感度分布上に投影し、スライス断面の上端、下端、左端、右端を求め、送信感度分布上で本撮像におけるスライス断面が存在する領域を求める。

次に、ステップS1103では、RFシミング準備部230は、RFシミング準備処理により、701に示すように本撮像におけるスライス断面が存在するより少し大きい領域を、送信感度分布上にマッピングし、702に示すように関心領域として設定する。さらに、702のようにマッピングした関心領域以外の領域をゼロ値でマスクする。このマスク後の送信感度分布703を用いて、RFパルスのチャンネル間位相差および振幅比を算出する。

以上により、本第4の実施形態は、スライス断面を含むように適切な関心領域を設定し、その関心領域に特化したRFシミング準備処理を行うので、操作者に関心領域の設定負担を強いることなく、関心領域における送信感度分布の不均一を低減することが可能になる。

(第5の実施形態)
次に、本発明のMRI装置及びRFシミング方法の第5の実施形態について説明する。本第5の実施形態は、特に膝や肩といった部位の撮像時に、本撮像におけるスライス断面の位置と磁場中心位置の関係に基づいて、左右どちらの部位が撮像対象であるかを判定し、被検体の左右いずれか一方の撮像対象と判定した領域に関心領域を設定する。以下、図8を用いて本第8の実施形態を詳細に説明する。

図8における801は、RFシミング準備処理で算出された送信感度分布と本撮像におけるスライス断面との位置関係を示している。

この状態で、図3に示す処理フローが以下の様に行われる。
ステップS1101では、位置検出部211は、参照スキャンに基づいて、本撮像におけるスライス断面を送信感度分布上に投影し、スライス断面の上端、下端、左端、右端を求め、送信感度分布上で本撮像におけるスライス断面が存在する領域と、磁場中心位置との関係を求める。その結果、スライス断面がすべて送信感度分布の右肩側に存在していると判断できる。

次に、ステップS1103では、RFシミング準備部230は、801に示すように本撮像におけるスライス断面が全て送信感度分布の右肩側に存在すると判断されたために、RFシミング準備処理により、送信感度分布上の右肩側半分に関心領域をマッピングし、802に示すように関心領域として設定する。さらに、802のように設定した関心領域以外の領域をゼロ値でマスクする。このマスク後の送信感度分布803を用いて、RFパルスのチャンネル間位相差および振幅比を算出する。

以上により、本第5の実施形態は、スライス断面が左右どちら側に有るかに基づいて、左右どちらの部位が撮像対象であるかを判断し、その撮像対象部位を適切な関心領域として特化したRFシミング準備処理を行うので、操作者に関心領域の設定負担を強いることなく、関心領域における送信感度分布の不均一を低減することが可能になる。

(第6の実施形態)
次に、本発明のMRI装置及びRFシミング方法の第6の実施形態について説明する。本第6の実施形態は、本撮像におけるスライス断面位置と磁場中心位置の関係から、スライス断面位置が磁場中心位置の近傍に位置する場合には、関心領域を設定する必要がないと判断断し、送信感度分布に関心領域を設定しない。以下、図9を用いて本第6の実施形態を詳細に説明する。

図9における901は、RFシミング準備処理で算出された送信感度分布と本撮像におけるスライス断面との位置関係を示している。

この状態で、図3に示す処理フローが以下の様に行われる。
ステップS1101では、位置検出部211は、本撮像におけるスライス断面を送信感度分布上に投影し、スライス断面の上端、下端、左端、右端を求め、送信感度分布上で本撮像におけるスライス断面が存在する領域と、磁場中心位置との関係を求める。その結果、スライス断面が存在する領域が磁場中心に跨っている(或いは、磁場中心位置の近傍に配置されている)と判断する。ここで、磁場中心位置は、特定の領域として設定することなく、良好なRFシミング準備処理が可能であることが分かっている。901の場合は、スライス断面が磁場中心位置に近い位置に調整されており、この場合は関心領域を設定する必要がないと判断することができる。関心領域設定の要否の判断はスライス断面位置と磁場中心位置との間の距離と、所定の閾値と、の比較により判断することができる。

次に、ステップS1103では、RFシミング準備部230は、901のようにスライス断面が磁場中心位置の近傍に配置されていることから関心領域を設定する必要がないと判断できたため、送信感度分布上には特に関心領域をマッピングしない。従って、RFシミング準備部230は、903に示すように最初に求めた送信感度分布903そのものを用いて、RFパルスのチャンネル間位相差および振幅比を算出する。

以上により、本第6の実施形態は、スライス断面位置が磁場中心近傍に有る場合に、関心領域を設定する必要がないと判断してRFシミング準備処理を行うので、関心領域を設定する手間無く、磁場中心の近傍領域における送信感度分布の不均一を低減することが可能になる。

100 MRI装置、101 マグネット、102 傾斜磁場コイル、103 送信用RFコイル(送信コイル)、104 受信用RFコイル(受信コイル)、105 シムコイル、110 シーケンサ、112 傾斜磁場電源、113 送信器、114 受信器、115 シム電源、120 情報処理装置、121 記憶装置、122 表示装置、123 入力装置、140 寝台140

Claims

被検体が配置される撮像空間に静磁場を形成する静磁場形成部と、
前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
前記撮像空間において前記被検体が配置された領域を検出する位置検出部と、
前記被検体が配置された領域に基づいて、複数のチャンネルを持つ送信コイルの送信感度分布の不均一を低減するよう、各チャンネルに供給する高周波パルスの位相および振幅を算出する送信感度シミング準備部と、
算出された前記チャンネル毎の高周波パルスの位相および振幅を用いて、前記被検体に高周波磁場を印加する高周波磁場印加部と、
を備え、
前記位置検出部は、前記被検体の前記撮像空間における位置ずれと該被検体の最大幅を求めて、該被検体の位置と磁場中心位置との関係を求め、
前記送信感度シミング準備部は、前記関係に基づいて、前記送信感度分布における前記被検体の左右いずれか一方の領域に関心領域を設定し、該関心領域における該送信感度分布の不均一を低減するように、前記位相および振幅を算出する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
被検体が配置される撮像空間に静磁場を形成する静磁場形成部と、
前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
前記撮像空間において前記被検体が配置された領域を検出する位置検出部と、
前記被検体が配置された領域に基づいて、複数のチャンネルを持つ送信コイルの送信感度分布の不均一を低減するよう、各チャンネルに供給する高周波パルスの位相および振幅を算出する送信感度シミング準備部と、
算出された前記チャンネル毎の高周波パルスの位相および振幅を用いて、前記被検体に高周波磁場を印加する高周波磁場印加部と、
を備え、
前記位置検出部は、前記被検体の前記撮像空間における位置ずれと該被検体の最大幅を求めて、該被検体の位置と磁場中心位置との関係を求め、
前記送信感度シミング準備部は、前記被検体の位置が前記磁場中心位置の近傍に有る場合に、前記送信感度分布に関心領域を設定せずに、該送信感度分布の不均一を低減するように、前記位相および振幅を算出する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
被検体が配置される撮像空間に静磁場を形成する静磁場形成部と、
前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
撮像におけるスライス断面の位置を求める位置検出部と、
前記スライス断面の位置に基づいて、複数のチャンネルを持つ送信コイルの送信感度分布の不均一を低減するように、各チャンネルに供給する高周波パルスの位相および振幅を算出する送信感度シミング準備部と、
算出された前記チャンネル毎の高周波パルスの位相および振幅を用いて、前記被検体に高周波磁場を印加する高周波磁場印加部と、
を備え、
前記位置検出部は、前記スライス断面の位置と磁場中心位置との関係を求め、
前記送信感度シミング準備部は、前記関係に基づいて、前記送信感度分布における前記被検体の左右いずれか一方の領域に関心領域を設定し、該関心領域における該送信感度分布の不均一を低減するように、前記位相および振幅を算出する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
被検体が配置される撮像空間に静磁場を形成する静磁場形成部と、
前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
撮像におけるスライス断面の位置を求める位置検出部と、
前記スライス断面の位置に基づいて、複数のチャンネルを持つ送信コイルの送信感度分布の不均一を低減するように、各チャンネルに供給する高周波パルスの位相および振幅を算出する送信感度シミング準備部と、
算出された前記チャンネル毎の高周波パルスの位相および振幅を用いて、前記被検体に高周波磁場を印加する高周波磁場印加部と、
を備え、
前記位置検出部は、前記スライス断面の位置と磁場中心位置との関係を求め、
前記送信感度シミング準備部は、前記スライス断面を含む領域が前記磁場中心位置の近傍に有る場合に、前記送信感度分布に関心領域を設定せずに、該送信感度分布の不均一を低減するように、前記位相および振幅を算出する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
複数のチャンネルを持つ送信コイルを備えた磁気共鳴イメージング装置におけるＲＦシミング方法であって、
撮像空間において被検体が配置された領域を検出する検出ステップと、
前記送信コイルの送信感度分布に対して、前記被検体が配置された領域に基づいて関心領域を設定する設定ステップと、
前記関心領域における前記送信感度分布の不均一を低減するように、各チャンネルに供給する高周波パルスの位相および振幅を算出する算出ステップと、
算出された前記チャンネル毎の高周波パルスの位相および振幅を用いて、前記被検体に高周波磁場を印加する印加ステップと、
を備え、
前記検出ステップは、前記被検体の前記撮像空間における位置ずれと該被検体の最大幅を求めて、該被検体の位置と磁場中心位置との関係を求め、
前記算出ステップは、前記関係に基づいて、前記送信感度分布における前記被検体の左右いずれか一方の領域に関心領域を設定し、該関心領域における該送信感度分布の不均一を低減するように、前記位相および振幅を算出する
ことを特徴とするＲＦシミング方法。
複数のチャンネルを持つ送信コイルを備えた磁気共鳴イメージング装置におけるＲＦシミング方法であって、
撮像空間において被検体が配置された領域を検出する検出ステップと、
前記被検体が配置された領域に基づいて、複数のチャンネルを持つ送信コイルの送信感度分布の不均一を低減するよう、各チャンネルに供給する高周波パルスの位相および振幅を算出する算出ステップと、
算出された前記チャンネル毎の高周波パルスの位相および振幅を用いて、前記被検体に高周波磁場を印加する印加ステップと、
を備え、
前記検出ステップは、前記被検体の前記撮像空間における位置ずれと該被検体の最大幅を求めて、該被検体の位置と磁場中心位置との関係を求め、
前記算出ステップは、前記被検体の位置が前記磁場中心位置の近傍に有る場合に、前記送信感度分布に関心領域を設定せずに、該送信感度分布の不均一を低減するように、前記位相および振幅を算出する
ことを特徴とするＲＦシミング方法。
複数のチャンネルを持つ送信コイルを備えた磁気共鳴イメージング装置におけるＲＦシミング方法であって、
撮像におけるスライス断面の位置を求める検出ステップと、
前記スライス断面の位置に基づいて、複数のチャンネルを持つ送信コイルの送信感度分布の不均一を低減するよう、各チャンネルに供給する高周波パルスの位相および振幅を算出する算出ステップと、
算出された前記チャンネル毎の高周波パルスの位相および振幅を用いて、前記被検体に高周波磁場を印加する印加ステップと、
を備え、
前記検出ステップは、前記スライス断面の位置と磁場中心位置との関係を求め、
前記算出ステップは、前記関係に基づいて、前記送信感度分布における前記被検体の左右いずれか一方の領域に関心領域を設定し、該関心領域における該送信感度分布の不均一を低減するように、前記位相および振幅を算出する
ことを特徴とするＲＦシミング方法。
複数のチャンネルを持つ送信コイルを備えた磁気共鳴イメージング装置におけるＲＦシミング方法であって、
撮像におけるスライス断面の位置を求める検出ステップと、
前記スライス断面の位置に基づいて、複数のチャンネルを持つ送信コイルの送信感度分布の不均一を低減するよう、各チャンネルに供給する高周波パルスの位相および振幅を算出する算出ステップと、
算出された前記チャンネル毎の高周波パルスの位相および振幅を用いて、前記被検体に高周波磁場を印加する印加ステップと、
を備え、
前記検出ステップは、前記スライス断面の位置と磁場中心位置との関係を求め、
前記算出ステップは、前記スライス断面を含む領域が前記磁場中心位置の近傍に有る場合に、前記送信感度分布に関心領域を設定せずに、該送信感度分布の不均一を低減するように、前記位相および振幅を算出する
ことを特徴とするＲＦシミング方法。