JP6371554B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Description
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、基本的に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。
エコー計測部210は、予め定めた撮影シーケンスに従って、エコー信号の計測をシーケンサ104に指示を行う。そして、計測されたエコー信号をk空間に配置する。
画像再構成部220は、エコー計測部210がk空間に配置したエコー信号に対し、逆フーリエ変換を行い、画像を再構成する。
本実施形態では、位相補償型の高速撮影シーケンスとして、Balanced SARGE(BASG)シーケンスを用いる。まず、このBASGシーケンスについて説明する。BASGシーケンスは、グラディエント型の撮影シーケンスであり、短い繰り返し時間(TR)でRFパルスを連続的に印加することにより、横磁化を定常状態にしてエコー信号を取得する。
本実施形態では、撮影シーケンスとしてBASGシーケンス300を用いる。BASGシーケンスは、信号関数を解析的に求めることが難しいかあるいは求められたとしても非常に複雑な関数となる撮影シーケンスである。従って、計測に先立ち、信号関数生成部231が、数値シミュレーションを行い(ステップS1101)、信号関数401を生成する。信号関数は、上述のように、撮影シーケンスと、撮影条件、被検体パラメータあるいは装置パラメータと、再構成画像の各ピクセル値(信号強度)との関係を定めた関数である。すなわち、撮影シーケンス毎に生成される、撮影条件と、被検体パラメータあるいは装置パラメータとを変数とし、ピクセル値(信号強度)を返す関数である。
パラメータ推定部232は、撮影条件を変えて予め定めた撮影シーケンスを実行して複数枚の画像を得(ステップS1102)、それぞれ得られた再構成画像と、当該撮影シーケンスの信号関数fs(401)とから、被検体103の所望の被検体パラメータの分布(411)を推定する(ステップS1103)。
画像生成部233は、推定した被検体パラメータの分布(411)を用い、被検体パラメータを推定した被検体103の、所望の画像を得る。本実施形態では、例えば、共鳴周波数差Δf0の分布を用い、位相画像および磁化率マップの少なくとも一方を生成する(ステップS1104、S1105)。
以下、本実施形態の実施例を説明する。
T1[s]:0.05、0.07、0.1、0.14、0.19、0.27、0.38、0.53、0.74、1.0、1.5、2.0、2.8、4.0、5.6、の15個の値
T2[s]:0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.07、0.1、0.14、0.19、0.27、0.38、0.53、0.74、1.0、1.4、2.0、2.8、の17個の値
Δf0[Hz]:0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、の13個の値
FA[度]:40、50、60、の3個の値
TR[ms]:4.4、5、6、7、8、の4個の値
(FA[度]、Δf0’[Hz]、TR[ms])=(40、70、8):P1、
=(40、80、8):P2、
=(40、90、8):P3、
=(40、100、6):P4、
=(60、120、5):P5、
=(60、10、4.4):P6、
=(60、20、4.4):P7、
=(40、60、8):P8
以上の実施形態では、信号関数fsの変数に用いる被検体パラメータと装置パラメータのすべてを推定している。しかしながら、これらのパラメータの内、一部のパラメータを別の方法で求め、その後、上述の方法で残りのパラメータを推定してもよい。
B1=arccos(I2/(2I1))/α ・・・(6)
また、上記実施形態では、パラメータ推定部232が、被検体パラメータおよび装置パラメータを推定する際、信号関数fsの変数となる全撮影条件(FA、TR、θ)を変化させて、複数の画像を得ている。しかしながら、この手法に限定されない。少なくとも1つの撮影条件を変え、複数の再構成画像を得ればよい。
画像生成部233は、推定された被検体パラメータと装置パラメータとを用いて、パラメータ推定時に用いた撮影シーケンス(BASGシーケンス300)とは異なる撮影シーケンスの画像(例えば、T1強調像とT2強調像)を生成してもよい。この場合の異なる撮影シーケンスは、信号関数fsが既知、あるいは、既に作成されている撮影シーケンスとする。
ISE=a(1−exp(−TR/T1))exp(−TE/T2) ・・・(7)
Claims (16)
- 予め定めた撮影条件および予め定めた撮影シーケンスに従って、静磁場の中に置かれた被検体に高周波磁場および傾斜磁場を印加して、前記被検体から発生するエコー信号を計測するエコー計測部と、
計測した前記エコー信号から再構成画像を得る画像再構成部と、
前記エコー計測部および前記画像再構成部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記撮影シーケンス毎に定める信号関数を用いて前記被検体に依存する被検体パラメータの分布を推定するパラメータ推定部を備え、
前記信号関数は、前記撮影条件、前記撮影シーケンス、および前記被検体パラメータと、前記再構成画像の各ピクセル値との関係を定めた関数であり、
前記パラメータ推定部は、前記エコー計測部が前記撮影条件を変えて前記撮像シーケンスを実行してそれぞれ得られた前記再構成画像と、当該撮影シーケンスの前記信号関数とから、前記被検体パラメータの分布を推定する際に、
前記信号関数の変数である前記撮影条件のうち、高周波磁場の位相θを繰り返し時間TRを用いて周波数に変換し、前記被検体パラメータである共鳴周波数差Δf0を推定し、
前記撮影シーケンスは、2つの連続した前記高周波磁場の照射の間に印加される傾斜磁場の時間積分値がゼロとなるグラディエントエコー系の撮影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記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記パラメータ推定部は、前記繰り返し時間TRを用いて、共鳴周波数差Δf0をΔf0+(θ-π)/(2π×TR)に変換することにより、共鳴周波数差Δf0を推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、推定した前記被検体パラメータの分布から、当該被検体の所望の画像を生成する画像生成部をさらに備えること
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であって、
前記制御部は、数値シミュレーションによって前記信号関数を生成する信号関数生成部をさらに備えること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記画像生成部は、前記共鳴周波数差の分布から、位相画像および磁化率画像の少なくとも一方を生成すること
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、
前記被検体パラメータは、縦緩和時間および横緩和時間を含み、
前記画像生成部は、推定した前記縦緩和時間の分布および前記横緩和時間の分布と、所定の撮影シーケンスの前記信号関数とを用い、任意のコントラストの画像を生成すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項6記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記任意のコントラストの画像を生成する際に用いる信号関数は、前記被検体パラメータの分布を推定した前記撮影シーケンスとは異なる撮影シーケンスの信号関数であること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記信号関数生成部は、複数の異なる前記撮影条件および前記被検体パラメータの組み合わせそれぞれについて、前記数値シミュレーションを実行し、得られた結果を補間することにより、前記信号関数を生成すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記信号関数生成部は、前記数値シミュレーションにおいて、ブロッホの方程式を用いること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記パラメータ推定部は、前記信号関数を用いて、装置固有のパラメータである装置パラメータの分布をさらに推定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項10記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記画像生成部は、前記推定した被検体パラメータの分布および装置パラメータの分布の少なくとも一部を調整し、前記信号関数に適用することにより、前記所望の画像を得ること
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、
前記被検体パラメータは、縦緩和時間と、横緩和時間と、スピン密度と、前記高周波磁場の照射強度分布との少なくとも1つをさらに含むこと
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項10記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記装置パラメータは、磁場強度と、受信コイルの感度分布との少なくとも1つを含むこと
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮影条件は、高周波磁場強度と、高周波磁場位相と、繰り返し時間とを含み、
前記パラメータ推定部は、前記撮影条件のうち、少なくとも1つの撮影条件を変えて前記再構成画像を得ること
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、
前記パラメータ推定部は、前記被検体パラメータのうち、解析的に算出できない被検体パラメータについてのみ、前記被検体パラメータの分布を推定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項15記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記被検体パラメータは、高周波磁場の照射強度分布を含み、
前記パラメータ推定部は、前記高周波磁場の照射強度分布を、DAM法(double angle method)で求めること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
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