JP6532657B2

JP6532657B2 - Ｍｒｉ装置

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Publication number: JP6532657B2
Application number: JP2014156067A
Authority: JP
Inventors: 正昭山中
Original assignee: Canon Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2019-06-19
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Description

本発明の一態様としての実施形態は、ＭＲＩ装置に関する。

磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）装置は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数のＲＦパルスで磁気的に励起し、この励起に伴って発生するＭＲ信号から画像を再構成する撮像法である。ＲＦパルスは静磁場によって同一方向にそろえられた原子核スピンの回転方向を変化させ（以下、回転角をフリップ角と呼ぶ）、ＭＲ信号は励起された被検体の原子核スピンが回復するときに発生する。したがって、ＭＲＩ装置では、被検体を励起するために、フリップ角が所望の角度となる強度のＲＦパルスを照射する。このフリップ角は、画質を左右するパラメータの一つであり、必要なＲＦパルス強度は、たとえば、被検体やＲＦコイルの位置関係によって変化する。

特開平１１−２９０２８８号公報特開平６−３１９７１６号公報

しかしながら、ＲＦパルスの出力はＲＦパルスを増幅するＲＦアンプのゲイン変動の影響を受けて変動する。

たとえば、ＲＦアンプのゲインは温度変化によって影響を受ける。そのため装置の温度が一定以上に上昇または下降した場合に、空冷または水冷により温度を調整するフィードバック制御機構を備えている。しかしながら、このフィードバック制御機構は、温度が所定の閾値を超える場合に動作するため、装置内の温度は閾値として設定した上限値と下限値の間で変動する。ＲＦアンプ内部では出力と入力との差からゲインの調整を行っているが、この制御自体もＲＦアンプの温度による変動と同期して影響を受けるため、ＲＦアンプの最終出力であるＲＦパルス強度は温度によって変動してしまう。

このように、ＲＦパルス強度は、スキャン実行中に刻々と変化する。近年、様々な撮像プロトコルがあり、撮像時間が長くなる場合は上述のような温度によるＲＦパルス強度の不安定性が画質に影響を与え、アーチファクトの原因となってしまう。

そこで、所望のＲＦパルス強度を出力できるＭＲＩ装置が要望されている。

本実施形態に係るＭＲＩ装置は、パルスシーケンスに規定されたＲＦパルス列を順次発生させるＲＦパルス発生器と、前記ＲＦパルス発生器から順次入力されるＲＦパルスを夫々増幅する増幅部と、増幅後のＲＦパルスが前記増幅部から出力される毎に、当該増幅後のＲＦパルスのピーク出力値を取得するピーク値取得部と、前記増幅後のＲＦパルスのピーク出力値と基準ピーク出力値とに基づいて、補正値を算出する補正値算出部と、前記ＲＦパルス列に含まれる後段のＲＦパルスであって、前記増幅部に入力される前のＲＦパルスに前記補正値を即時に適用する補正部と、を備え、前記補正値算出部は、前記基準ピーク出力値として、前記ＲＦパルス列の先頭のＲＦパルスのピーク出力値を設定するものである。

実施形態に係るＭＲＩ装置の一例を示す概念的な構成図。実施形態に係るＭＲＩ装置の機能構成例を主に示す機能ブロック図。第１の実施形態に係るＲＦパルスの第１の送信順序を説明する図。第１の実施形態に係る動作の一例を示すフローチャート。第１の実施形態に係るＲＦパルスの第２の送信順序を説明する図。第２の実施形態に係る動作の一例を示すフローチャート。第１の実施形態に係る補正値テーブルを説明する図。

以下、ＭＲＩ装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

（１）構成
図１は、ＭＲＩ装置のハードウェア構成を示す概略図である。図１に示したＭＲＩ装置１０は、大きく撮像システム１１と制御システム１２とから構成される。

撮像システム１１は、静磁場磁石２１、傾斜磁場コイル２２、傾斜磁場電源装置２３、寝台２４、寝台制御部２５、送信コイル２６、増幅部２７、受信コイル２８ａ〜２８ｅ、受信部２９、およびシーケンサ３０（シーケンスコントローラー）を備える。

静磁場磁石２１は、架台（図示しない）の最外部に中空の円筒形状に形成されており、内部空間に一様な静磁場を発生する。静磁場磁石２１としては、たとえば永久磁石あるいは超伝導磁石等が使用される。

傾斜磁場コイル２２は、中空の円筒形状に形成されており、静磁場磁石２１の内側に配置される。傾斜磁場コイル２２は、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの各軸にそれぞれ対応するコイルが組み合わされて形成されている。３つのコイルは傾斜磁場電源装置２３から個別に電流供給を受けて、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生させる。なお、Ｚ軸方向は、静磁場と同方向とする。傾斜磁場電源装置２３は、シーケンサ３０から送られるパルスシーケンス実行データに基づいて、傾斜磁場コイル２２に電流を供給する。

ここで、傾斜磁場コイル２２によって発生する傾斜磁場にはリードアウト用傾斜磁場Ｇｒ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅおよびスライス選択用傾斜磁場Ｇｓがある。リードアウト用傾斜磁場Ｇｒは、空間的位置に応じてＭＲ信号の周波数を変化させるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅは、空間的位置に応じてＭＲ信号の位相を変化させるために利用される。スライス選択用傾斜磁場Ｇｓは、任意に撮像断面を決めるために利用される。たとえば、アキシャル断面のスライスを取得する場合は、図１に示したＸ、Ｙ、Ｚの各軸を、リードアウト用傾斜磁場Ｇｒ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅ、スライス選択用傾斜磁場Ｇｓにそれぞれ対応させる。

寝台２４は、被検体Ｐが載置される天板２４ａを備えている。寝台２４は、後述する寝台制御部２５による制御のもと、天板２４ａを、被検体Ｐが載置された状態で傾斜磁場コイル２２の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、この寝台２４は、長手方向が静磁場磁石２１の中心軸と平行になるように設置される。

寝台制御部２５は、シーケンサ３０による制御のもと、寝台２４を駆動して、天板２４ａを長手方向および上下方向へ移動する。

送信コイル２６は、傾斜磁場コイル２２の内側に配置されており、増幅部２７から高周波（ＲＦ：radio Frequency）信号の供給を受けて、ＲＦ磁場を発生する。送信コイル２６は受信コイルとしても使用され、全身用ＲＦコイルとも呼ばれる。

増幅部２７は、シーケンサ３０から送られるパルスシーケンス実行データに基づいて、ラーモア周波数に対応するＲＦパルスを増幅し、送信コイル２６に送信する。増幅部２７の構成については後述する。

受信コイル２８ａ〜２８ｅは、傾斜磁場コイル２２の内側に配置されており、ＲＦパルスの送信に応答して被検体Ｐから放射されるＭＲ信号を受信する。ここで、受信コイル２８ａ〜２８ｅは、それぞれ、被検体Ｐから発せられたＭＲ信号をそれぞれ受信する複数の要素コイルを有するアレイコイルであり、各要素コイルによってＭＲ信号が受信されると、受信されたＭＲ信号を受信部２９へ出力する。

受信コイル２８ａは、被検体Ｐの頭部に装着される頭部用のコイルである。また、受信コイル２８ｂ，２８ｃは、それぞれ、被検体Ｐの背中と天板２４ａとの間に配置される脊椎用のコイルである。また、受信コイル２８ｄ，２８ｅは、それぞれ、被検体Ｐの腹側に装着される腹部用のコイルである。また、ＭＲＩ装置１０は、送受信兼用のコイルを備えてもよい。

受信部２９は、シーケンサ３０から送られるパルスシーケンス実行データに基づいて、受信コイル２８ａ〜２８ｅから出力されるＭＲ信号に基づいてＭＲ信号データを生成する。また、受信部２９は、ＭＲ信号データを生成すると、そのＭＲ信号データをシーケンサ３０を介して制御システム１２に送信する。

なお、受信部２９は、受信コイル２８ａ〜２８ｅが有する複数の要素コイルから出力されるＭＲ信号を受信するための複数の受信チャンネルを有している。そして、受信部２９は、撮像に用いる要素コイルが制御システム１２から通知された場合には、通知された要素コイルから出力されたＭＲ信号が受信されるように、通知された要素コイルに対して受信チャンネルを割り当てる。

シーケンサ３０は、傾斜磁場電源装置２３、寝台制御部２５、増幅部２７、受信部２９、および制御システム１２と接続される。シーケンサ３０は、図示しないプロセッサ、たとえばＣＰＵ（central processing unit）およびメモリを備えており、傾斜磁場電源装置２３、寝台制御部２５、増幅部２７、および受信部２９を駆動させるために必要な制御情報、たとえば傾斜磁場電源装置２３に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したパルスシーケンス実行データを記憶する。

また、シーケンサ３０は、記憶した所定のパルスシーケンス実行データに従って寝台制御部２５を駆動させることによって、天板２４ａを架台に対してＺ方向に進退させる。さらに、シーケンサ３０は、記憶した所定のパルスシーケンス実行データに従って傾斜磁場電源装置２３、増幅部２７、および受信部２９を駆動させることによって、架台内にＸ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場ＧｚおよびＲＦパルスを発生させる。

制御システム１２は、ＭＲＩ装置１０の全体制御や、データ収集、画像再構成などを行う。制御システム１２は、インターフェース部３１、データ収集部３２、データ処理部３３、記憶部３４、表示部３５、入力部３６、および制御部３７を有する。

インターフェース部３１は、シーケンサ３０を介して撮像システム１１の傾斜磁場電源装置２３、寝台制御部２５、増幅部２７、および受信部２９に接続されており、これらの接続された各部と制御システム１２との間で授受される信号の入出力を制御する。

データ収集部３２は、インターフェース部３１を介して、受信部２９から送信されるＭＲ信号データを収集する。データ収集部３２は、ＭＲ信号データを収集すると、収集したＭＲ信号データを記憶部３４に記憶させる。

データ処理部３３は、記憶部３４に記憶されているＭＲ信号データに対して、後処理すなわちフーリエ変換等の再構成処理を施すことによって、被検体Ｐ内における所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを生成する。また、データ処理部３３は、位置決め画像の撮像が行われる場合には、受信コイル２８ａ〜２８ｅが有する複数の要素コイルそれぞれによって受信されたＭＲ信号に基づいて、要素コイルの配列方向におけるＭＲ信号の分布を示すプロファイルデータを要素コイル毎に生成する。そして、データ処理部３３は、生成した各種データを記憶部３４に格納する。

記憶部３４は、データ収集部３２によって収集されたＭＲ信号データと、データ処理部３３によって生成された画像データ等を、被検体Ｐ毎に記憶する。

表示部３５は、データ処理部３３によって生成されたスペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を表示する。表示部３５としては、液晶表示器等の表示デバイスを利用可能である。

入力部３６は、操作者から各種操作や情報入力を受け付ける。入力部３６としては、マウスやトラックボール等のポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスを適宜に利用可能である。

制御部３７は、図示していないＣＰＵやメモリ等を有し、上述した各部を制御することによってＭＲＩ装置１０を総括的に制御する。

図２は、実施形態に係るＭＲＩ装置１０の機能構成例を主に示す機能ブロック図である。図２が示すようにＭＲＩ装置１０の増幅部２７はシーケンサ３０からの制御によりＲＦパルスを増幅し、送信コイル２６に出力する。増幅部２７は、ＲＦパルス発生器４１、Ｄ／Ａ（digital to analog）変換器４２、ＲＦアンプ４３、方向性結合器４４、検波器４５、Ａ／Ｄ（analog to digital）変換器４６、ピーク値取得部４７、補正値算出部４８、補正値記憶部４９、基準パルス記憶部５１、補正部５２、冷却装置５３を有する。そのうち、ＲＦパルス発生器４１、ピーク値取得部４７、補正値算出部４８、補正値記憶部４９、基準パルス記憶部５１、補正部５２は増幅部２７において図示していないＣＰＵやメモリ等によりデジタル処理で実現される機能である。

ＲＦパルス発生器４１は、第１のＲＦパルスを時系列で発生させる。あるいは、複数の異なる出力値の第１のＲＦパルスを繰り返し発生させる。ＲＦパルス発生器４１は、シーケンサ３０の制御に従って周波数変換前の基準となるＲＦパルス（第１のＲＦパルス）を発生させる。シーケンサ３０に記憶されたパルスシーケンス実行データは撮像のタイムチャートであり、ＲＦパルスの出力タイミングや強度などの情報を備えている。ＲＦパルス発生器４１で発生する第１のＲＦパルスは、たとえば、sinc関数を包絡線とする信号である。ＲＦパルス発生器４１で時系列に発生する第１のＲＦパルスについては後述する。

Ｄ／Ａ変換器４２は、ＲＦパルス発生器４１で発生した第１のＲＦパルスをアナログ信号に変換する。アナログ変換されたラーモア周波数に周波数変換され、ＲＦアンプ４３で増幅される。

ＲＦアンプ４３は、第１のＲＦパルスを増幅し第２のＲＦパルスを出力する。ＲＦアンプ４３は第１のＲＦパルスを所望の電力に増幅する。ＲＦアンプ４３は扱う電力が大きく発熱量が大きい装置であり、水や空気などによる冷却装置５３を備えている。しかしながら、上述したとおり、ＲＦアンプ４３の冷却装置５３は温度が所定の閾値を超える場合に動作するため、ＲＦアンプ４３内の温度は閾値として設定した上限値と下限値の間で変動する。したがって、ＲＦアンプ４３により出力されるＲＦパルスの強度は、ＲＦアンプ４３の温度変動によって変動する。

方向性結合器４４は、ＲＦアンプ４３と送信コイル２６との間に配役される高周波デバイスである。ＲＦアンプ４３から送信コイル２６に伝送される第２のＲＦパルスを所要の結合度（カップリング係数）で減衰させて取り出し、検波器４５に送る。

検波器４５は、送信コイル２６に伝送される第２のＲＦパルスを検波し、Ａ／Ｄ変換機４６に出力する。

Ａ／Ｄ変換器４６は、検波器４５で検波された第２のＲＦパルスをデジタル変換する。

ピーク値取得部４７は、第２のＲＦパルスのピーク出力値を取得する。

補正値算出部４８は、所定の基準パルスに対応するピーク出力値を基準ピーク出力値とし、基準ピーク出力値と第２のＲＦパルスのピーク出力値との差から補正値を算出する。補正値算出部４８での補正値算出方法については後述する。

補正値記憶部４９は、補正値算出部４８で算出された補正値を記憶する。また、複数の異なる出力値毎に算出された補正値を記憶する。補正値記憶部４９で記憶される補正値については後述する。

基準パルス記憶部５１は、基準ＲＦパルスのピーク出力値を予め記憶している。また、パルスシーケンスの種類毎に基準パルスのピーク出力値を記憶する。

補正部５２は、ＲＦパルス発生器４１で発生する第１のＲＦパルスの出力を補正値により補正する。

（２）動作
増幅部２７から出力された第２のＲＦパルスのうち、いずれかを基準パルスとし、基準パルスの後に出力された第２のＲＦパルスと比較して補正値を算出する方法を「第１の実施形態」とし、基準パルスを予め記憶しておき、記憶した基準パルスと出力した第２のＲＦパルスとを比較して補正値を算出する方法を「第２の実施形態」として動作を説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態は、増幅部２７から出力された第２のＲＦパルスのうち、いずれかを基準パルスとし、基準パルスの後に出力された第２のＲＦパルスと比較して補正値を算出する方法に関する。

図３は、第１の実施形態に係るＲＦパルスの第１の送信順序を説明する図である。図３は同じ強度のＲＦパルスが連続して送信される例を示している。図３の左からＲＦパルス１、ＲＦパルス２、ＲＦパルス３．．．ＲＦパルスＮが順に送信され、Ｎ回のＲＦパルスが送信される例を示している。それぞれのＲＦパルスはパルスシーケンス実行データに規定された所定の間隔毎に出力される。

以下、図３に示したＲＦパルスの出力順序に基づいて第１の実施形態に係る動作を説明する。

図４は、第１の実施形態に係る動作の一例を示すフローチャートである。

ＳＴ１０１では、シーケンサ３０がパルスシーケンス実行データからパルス出力順序を取得する。図３に示したＮ回のＲＦパルスを順に出力する場合、パルス出力順序ｉの初期値を１、終値をＮとして、ｉが１ずつ増加する。

ＳＴ１０３では、ＲＦパルス発生器４１がＲＦパルスを発生させる。

ＳＴ１０５では、ＲＦアンプ４３がＲＦパルスを増幅し送信コイル２６に出力する。

ＳＴ１０７では、ピーク値取得部４７が送信されたＲＦパルスのピーク出力値を取得する。

ＳＴ１０９では、補正値算出部４８がＲＦパルスが２回以上送信されたかを判断する。補正値算出部４８は、たとえば、ピーク値取得部４７で取得されたピーク値が２つ以上存在する場合、２回以上送信されたと判断する。２回以上送信されたと判断された場合（Ｙｅｓ）は、ＳＴ１１３以降で補正値が算出される。一方、２回以上送信されていないと判断された場合（Ｎｏ）は、ＳＴ１０３で次の順序のＲＦパルスが生成される。

ＳＴ１１１では、補正値算出部４８おいて最初に送信されるＲＦパルスを基準パルスとして、基準パルスのピーク出力値と、基準パルスの後に送信されたＲＦパルスのピーク出力値との差を求め、補正値を算出する。

図３の例を用いて具体的に説明すると、ＲＦパルス１が送信されるとピーク値取得部４７によりピーク出力値１が取得される。補正値算出部４８は、ＲＦパルス１のピーク出力値１しか存在しないため（ＳＴ１０９Ｎｏ）、補正値の算出は行わない。次に送信されるＲＦパルス２が送信されるとピーク値取得部４７によりピーク出力値２が取得される。この場合、ＲＦパルス１のピーク出力値１とＲＦパルス２のピーク出力値２が存在するため（ＳＴ１０９Ｙｅｓ）、補正値算出部４８は補正値を算出できる。

たとえば、ＲＦパルス１のピーク出力値１をＡ１、ＲＦパルス２のピーク出力値２をＡ２とすると、補正値Ｃは下記の式により求められる。
補正値Ｃ＝Ａ１／Ａ２・・・（１）

上述の式により求めた補正値をＲＦパルスに乗じて、振幅値（ピーク値）を補正することができる。補正値算出部４８で補正値が算出されたら、算出された補正値により次に発生するＲＦパルスの補正を行う。

ＳＴ１１５では、シーケンサ３０が次の順序（ｉ＋１）のＲＦパルスを発生させるよう、ＲＦパルス発生器４１に指示する。図３の例では、ＲＦパルス３が出力される。

ＳＴ１１７では、ＲＦパルス発生器４１がＲＦパルスを発生させる。

ＳＴ１１９では、補正部５２がＲＦパルス発生器４１で発生したＲＦパルスを補正する。

ＳＴ１２１では、補正したＲＦパルスを増幅して送信コイル２６に出力する。

ＳＴ１２３では、ピーク値取得部４７が送信されたＲＦパルスのピーク出力値を取得する。

ＳＴ１２５では、シーケンサ３０がパルスシーケンス実行データに設定されたＲＦパルスがすべて送信されたか否かが判断される。設定されたＲＦパルスがすべて送信されていない場合（ＳＴ１２５Ｎｏ）、基準パルスのピーク出力値と新たに取得されたピーク出力値との差から補正値が算出される（ＳＴ１１３）。具体的には、図３のＲＦパルス３のピーク出力値と、基準パルスに設定されたＲＦパルス１のピーク出力値とから補正値が算出される。一方、設定されたＲＦパルスがすべて送信された場合（ＳＴ１２５Ｙｅｓ）、すなわち、図３の例でＲＦパルスＮまで送信された場合は処理が終了する。

上述のように、出力されたＲＦパルス（図３の例ではＲＦパルス１）を基準パルスとして、基準パルスの後に出力されたＲＦパルスのピーク出力値と、基準パルスのピーク出力値とを比較し補正値を算出することで、新たに出力されるＲＦパルスを補正する。

このように、基準パルスに基づいて出力されるＲＦパルスを補正することにより、基準パルス以降のＲＦパルスの出力がＲＦアンプ４３の温度変化によるゲイン変動で変化することを抑制することができ、所望の出力のＲＦパルスを送信することができる。また、ＲＦパルスを基準パルスと同じ強度で出力することができるため、ＲＦパルス強度のムラが低減し、取得した画像のアーチファクトを予防することができる。

なお、図４のフローチャートの例では、撮像プロトコル毎に設定されたパルスシーケンス単位で基準パルスを設定する例を示したが、基準パルスの設定はパルスシーケンス単位に限られない。たとえば、１つの検査は複数の撮像プロトコルから成り、複数のパルスシーケンスが実行される。そこで、検査単位で基準パルスを設定してもよい。また、被検体毎に基準パルスを設定してもよいし、所定の間隔で基準パルスを設定してもよい。

また、基準パルスと最初の補正値を算出するためのＲＦパルスは、撮像に使用しない補正用のパルスとして出力されてもよい。このように補正後のＲＦパルスのみを使用することで、より安定したＲＦパルスの出力により画像を取得することが可能である。

図３および図４では、出力されるＲＦパルスが１種類の場合を説明した。しかしながら、撮像プロトコルによっては複数の強度のＲＦパルスが送信される。たとえば、スピンエコー（ＳＥ：spin echo）法では、９０°励起パルスと、１８０°再収束パルスの２種類のＲＦパルス強度のＲＦパルスを使用する。このようなパルスシーケンスでは、それぞれのＲＦパルスを上述の方法で補正する。

図５は、第１の実施形態に係るＲＦパルスの第２の送信順序を説明する図である。図５は、左から、ＲＦパルスＡとＲＦパルスＢの２種類が順番に送信される例を示しており、たとえば、９０°励起パルスと、１８０°再収束パルスの２種類のＲＦパルス強度のＲＦパルスを送信する場合に当てはまる。

図５は、左からＲＦパルスＡ１、ＲＦパルスＢ１、ＲＦパルスＡ２、ＲＦパルスＢ２、ＲＦパルスＡ３、ＲＦパルスＢ３．．．ＲＦパルスＡＮ、ＲＦパルスＢＮが順に送信され、ＲＦパルスＡとＲＦパルスＢがＮ回ずつ送信される例を示している。

図５のように異なる強度のＲＦパルスが送信される場合は、それぞれのパルスについてピーク値が取得され、それぞれのパルスについて基準パルスが設定され、補正値が算出される。具体的には、図５の例では、ＲＦパルスＡ１とＲＦパルスＢ１が基準パルスとして設定される。基準パルスの後に出力されるＲＦパルスＡ２のピーク出力値と基準パルス（ＲＦパルスＡ１）のピーク出力値とを比較し、補正値ＣＡ１を算出する。同様に、ＲＦパルスＢ２のピーク出力値と基準パルス（ＲＦパルスＢ１）のピーク出力値とを比較し、補正値ＣＢ１を算出する。算出された補正値ＣＡ１でＲＦパルスＡ３を補正し、補正値ＣＢ１でＲＦパルスＢ３を補正する。

このように同じ強度のパルス同士を比較して、それぞれのパルス強度で補正値を算出し、新たに出力される同じ強度のパルスを補正する。

図５では、補正値算出部４８が、それぞれのパルス種別（たとえば、９０°励起パルスと１８０°再収束パルス）を区別可能な場合を例示しているが、たとえば、パルス強度の差からパルス種別を区別することができる。しかしながらパルス種別が異なる場合であっても、パルス強度が近いＲＦパルスが出力される場合、ピーク出力値だけでは異なるパルスであるか判断できない場合がある。一方、シーケンサ３０に記憶されているパルスシーケンス実行データを用いれば、出力されるパルス強度やタイミングなどを判別することができる。また、パルスシーケンス実行データを使用しなくとも、入力部３６などから、ユーザがパルスの種類数や出力順序などを入力することで、それぞれのパルスを区別することができる。このように、補正値算出部４８はそれぞれのパルスを区別可能な場合のみ補正値を算出するようにしてもよい。また、補正部４９は、それぞれのパルスを区別できないとき、誤った補正を回避するため補正を実行しないようにしてもよい。

また、ＲＦパルスの出力間隔が所定の閾値より大きい場合、補正部４９は、補正を実行しないようにしてもよい。ＲＦパルスの出力間隔が大きい場合、補正値を算出したタイミングと、補正対象のＲＦパルスを出力するタイミングとでは状況が異なる場合がある。たとえば、ＲＦパルス強度がＲＦアンプ４３により十分に増幅されず、基準パルスの強度より小さかった場合、補正値は強度を大きくするように設定される。次に出力される補正対象のＲＦパルス強度がＲＦアンプ４３により所望のゲインより大きく増幅された場合、補正値はＲＦパルスを大きくするように設定されているため、所望のゲインよりかなり大きく出力されてしまう。このような補正が繰り返されると、ＲＦパルスは徐々に大きくなり、最後には発振する。補正部５２は発振が発生しないように、ＲＦパルスの出力間隔が所定の閾値より大きい場合は補正を行わないようにしてもよい。

このように、送信コイル２６に出力されたＲＦパルス強度に基づいて補正値を算出し、ＲＦアンプ４３に入力されるＲＦパルスを補正することで、スキャン中に刻々と変化するＲＦアンプ４３の温度による影響を受けないフィードバック制御を行うことができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、基準パルスを予め記憶しておき、記憶した基準パルスと出力した第２のＲＦパルスとを比較して補正値を算出する方法に関する。

図６は、第２の実施形態に係る動作の一例を示すフローチャートである。図４のフローチャートと同一の処理については同一の符号を付して説明を省略する。

ＳＴ２０１では、補正値算出部４８が基準パルス記憶部５１から基準パルスのピーク出力値を取得する。基準パルスのピーク出力値は、たとえば、パルスシーケンス実行データに設定されたＲＦパルス強度などから計算された予測値である。

ＳＴ２０３では、補正値算出部４８が、基準パルスのピーク出力値と、送信コイル２６に送信されたＲＦパルスのピーク出力値の差から補正値を算出する。

たとえば、図３のようにＲＦパルスが出力される場合、基準パルスのピーク出力値とＲＦパルス１のピーク出力値とから最初の補正値を算出することができる。第１の実施形態では一番初めに実際に出力されたＲＦパルスが異常値である場合、その後の補正は異常値に基づいて実施されるため適当でない。第２の実施形態では、基準パルスを予め記憶しておくため、たとえば、正常な条件で取得した値を基準パルスとして設定することもでき、誤った補正を回避することができる。

また、図５で示すように異なるＲＦパルス強度を出力する場合も、それぞれの強度の基準パルスを記憶しておくことで補正することができる。さらに、撮像プロトコル毎に使用するＲＦパルスは異なるため、撮像プロトコル毎に規定されたパルスシーケンス実行データに応じて、基準パルスを記憶していてもよい。

なお、第１の実施形態や第２の実施形態で算出される補正値は、補正値記憶部４９に記憶しておいてもよい。

図７は、第１の実施形態に係る補正値テーブルを説明する図である。図７の表は、ＲＦパルス強度の違うパルス種別毎に「校正時補正値」、「動作中補正値」が記憶されている。「校正時補正値」は、検査前に行われる自動パワー制御により設定されたゲインのことである。「実行中補正値」は、上述の実施形態で算出される補正値のことである。

図７の例では、ＲＦパルス種別が９０°パルスの場合、校正時補正値は０．９、動作中補正値は０．８である。同様にＲＦパルス種別が１８０°パルスの場合は、校正時補正値は、１．２、動作中補正値は１．８である。ＲＦパルス種別がα°パルスの場合は校正時補正値は、１．１、動作中補正値は１．３である。

ＲＦパルスはパルス種別毎に標準的なゲインを予め備えており、検査前の自動パワー制御により補正され、さらに本実施形態で算出される補正値が算出されている場合は、動作中補正値によって補正される。パルス種別毎の標準的ゲインは、パルス種別毎に設定されていてもよいし、あるパルス種別を基準として設定されていてもよい。パルス種別毎の設定は、ＭＲＩ装置１０毎に予め設定されていてもよいし、据え付け時などにＭＲＩ装置１０で測定した結果を設定してもよい。

補正値記憶部４９は、補正値算出部４８で補正値が算出されるたびに補正値を更新してもよいし、算出されたすべての補正値を記憶していてもよい。

このように補正値を記憶しておくことで、たとえば、第２の実施形態で用いる基準パルスの予測値の算出に使用できる。また、継時的に補正値を蓄積することで、ＲＦアンプ４３の冷却装置５３の点検に使用することもできる。上述のように取得した補正値は、ＲＦアンプ４３の冷却装置５３の外から取得される情報であり、冷却装置５３の影響を受けない数値である。したがって、冷却装置５３自体で取得される情報で異常を発見できない場合でも、補正値の推移を分析することで異常を発見することが可能となる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態のＭＲＩ装置によれば、所望のＲＦパルス強度を出力できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０ＭＲＩ装置
１１撮像システム
１２制御システム
２１静磁場磁石
２２傾斜磁場コイル
２３傾斜磁場電源装置
２４寝台
２４ａ天板
２５寝台制御部
２６送信コイル
２７増幅部
２８ａ〜ｅ受信コイル
２９受信部
３０シーケンサ
３１インターフェース部
３２データ収集部
３３データ処理部
３４記憶部
３５表示部
３６入力部
３７制御部
４１ＲＦパルス発生器
４２Ｄ／Ａ変換器
４３ＲＦアンプ
４４方向性結合器
４５検波器
４６Ａ／Ｄ変換器
４７ピーク値取得部
４８補正値算出部
４９補正値記憶部
５１基準パルス記憶部
５２補正部
５３冷却装置

Claims

パルスシーケンスに規定されたＲＦパルス列を順次発生させるＲＦパルス発生器と、
前記ＲＦパルス発生器から順次入力されるＲＦパルスを夫々増幅する増幅部と、
増幅後のＲＦパルスが前記増幅部から出力されるごとに、当該増幅後のＲＦパルスのピーク出力値を取得するピーク値取得部と、
前記増幅後のＲＦパルスのピーク出力値と基準ピーク出力値とに基づいて、補正値を算出する補正値算出部と、
前記ＲＦパルス列に含まれる後段のＲＦパルスであって、前記増幅部に入力される前のＲＦパルスに前記補正値を即時に適用する補正部と、
を備え、
前記補正値算出部は、
前記基準ピーク出力値として、前記ＲＦパルス列の先頭のＲＦパルスのピーク出力値を設定する、
ＭＲＩ装置。
パルスシーケンスに規定されたＲＦパルス列を順次発生させるＲＦパルス発生器と、
前記ＲＦパルス発生器から順次入力されるＲＦパルスを夫々増幅する増幅部と、
増幅後のＲＦパルスが前記増幅部から出力されるごとに、当該増幅後のＲＦパルスのピーク出力値を取得するピーク値取得部と、
前記増幅後のＲＦパルスのピーク出力値と基準ピーク出力値とに基づいて、補正値を算出する補正値算出部と、
前記ＲＦパルス列に含まれる後段のＲＦパルスであって、前記増幅部に入力される前のＲＦパルスに前記補正値を即時に適用する補正部と、
を備え、
前記補正値算出部は、
前記パルスシーケンスを実行中の所定の期間毎に前記基準ピーク出力値を更新する、
ＭＲＩ装置。
パルスシーケンスに規定されたＲＦパルス列を順次発生させるＲＦパルス発生器と、
前記ＲＦパルス発生器から順次入力されるＲＦパルスを夫々増幅する増幅部と、
増幅後のＲＦパルスが前記増幅部から出力されるごとに、当該増幅後のＲＦパルスのピーク出力値を取得するピーク値取得部と、
前記増幅後のＲＦパルスのピーク出力値と基準ピーク出力値とに基づいて、補正値を算出する補正値算出部と、
前記ＲＦパルス列に含まれる後段のＲＦパルスであって、前記増幅部に入力される前のＲＦパルスに前記補正値を即時に適用する補正部と、
を備え、
前記補正値算出部は、
前記増幅部から出力された増幅後のＲＦパルスのうち、いずれかを基準パルスに設定し、前記基準パルスのピーク出力値と、前記基準パルスの後に前記増幅部から出力された増幅後のＲＦパルスのピーク出力値との差から前記補正値を算出する、
ＭＲＩ装置。
パルスシーケンスに規定されたＲＦパルス列を順次発生させるＲＦパルス発生器と、
前記ＲＦパルス発生器から順次入力されるＲＦパルスを夫々増幅する増幅部と、
増幅後のＲＦパルスが前記増幅部から出力されるごとに、当該増幅後のＲＦパルスのピーク出力値を取得するピーク値取得部と、
前記増幅後のＲＦパルスのピーク出力値と基準ピーク出力値とに基づいて、補正値を算出する補正値算出部と、
前記ＲＦパルス列に含まれる後段のＲＦパルスであって、前記増幅部に入力される前のＲＦパルスに前記補正値を即時に適用する補正部と、
基準パルスの前記基準ピーク出力値を予め記憶している基準パルス記憶部と、
を備え、
前記補正値算出部は、
前記増幅後のＲＦパルスのピーク出力値と、前記基準パルス記憶部に記憶された前記基準ピーク出力値との差から前記補正値を算出する、
ＭＲＩ装置。
前記ＲＦパルス発生器は、第１出力値のＲＦパルスと第２出力値のＲＦパルスとを含む前記ＲＦパルス列を発生させて前記増幅部に入力し、
前記補正値算出部は、前記第１出力値のＲＦパルス及び前記第２出力値のＲＦパルスのそれぞれに対応する第１基準ピーク出力値及び第２基準ピーク出力値を設定し、
前記基準パルス記憶部は、前記第１基準ピーク出力値及び前記第２基準ピーク出力値を予め記憶し、
前記補正値算出部は、前記基準パルス記憶部に記憶された前記第１基準ピーク出力値及び前記第２基準ピーク出力値を用いる、
請求項４記載のＭＲＩ装置。
前記基準パルス記憶部は、パルスシーケンスの種類毎に前記基準ピーク出力値を記憶する、
請求項４記載のＭＲＩ装置。
パルスシーケンスに規定されたＲＦパルス列を順次発生させるＲＦパルス発生器と、
前記ＲＦパルス発生器から順次入力されるＲＦパルスを夫々増幅する増幅部と、
増幅後のＲＦパルスが前記増幅部から出力されるごとに、当該増幅後のＲＦパルスのピーク出力値を取得するピーク値取得部と、
前記増幅後のＲＦパルスのピーク出力値と基準ピーク出力値とに基づいて、補正値を算出する補正値算出部と、
前記ＲＦパルス列に含まれる後段のＲＦパルスであって、前記増幅部に入力される前のＲＦパルスに前記補正値を即時に適用する補正部と、
を備え、
前記ＲＦパルス発生器は、
第１出力値のＲＦパルスと第２出力値のＲＦパルスとを含む前記ＲＦパルス列を発生させて前記増幅部に入力し、
前記補正値算出部は、
前記第１出力値のＲＦパルス及び前記第２出力値のＲＦパルスのそれぞれに対応する第１基準ピーク出力値及び第２基準ピーク出力値を設定し、前記第１出力値のＲＦパルスに対応する増幅後のＲＦパルスのピーク出力値と、前記第１基準ピーク出力値との差から第１の補正値を算出し、前記第２出力値のＲＦパルスに対応する増幅後のＲＦパルスのピーク出力値と、前記第２基準ピーク出力値との差から第２の補正値を算出し、
前記補正部は、
前記第１の補正値を前記ＲＦパルス列に含まれる後段のＲＦパルスであって、前記増幅部に入力される前の前記第１出力値のＲＦパルスに適用し、前記第２の補正値を前記ＲＦパルス列に含まれる後段のＲＦパルスであって、前記増幅部に入力される前の前記第２出力値のＲＦパルスに適用する、
ＭＲＩ装置。
前記補正値算出部は、前記第１出力値のＲＦパルスに対応する増幅後のＲＦパルスのピーク出力値の１つを前記第１基準ピーク出力値に設定するとともに、前記第２出力値のＲＦパルスに対応する増幅後のＲＦパルスのピーク出力値の１つを前記第２基準ピーク出力値に設定する、
請求項７に記載のＭＲＩ装置。
パルスシーケンスに規定されたＲＦパルス列を順次発生させるＲＦパルス発生器と、
前記ＲＦパルス発生器から順次入力されるＲＦパルスを夫々増幅する増幅部と、
増幅後のＲＦパルスが前記増幅部から出力されるごとに、当該増幅後のＲＦパルスのピーク出力値を取得するピーク値取得部と、
前記増幅後のＲＦパルスのピーク出力値と基準ピーク出力値とに基づいて、補正値を算出する補正値算出部と、
前記ＲＦパルス列に含まれる後段のＲＦパルスであって、前記増幅部に入力される前のＲＦパルスに前記補正値を即時に適用する補正部と、
を備え、
前記補正値算出部は、
複数の撮像プロトコルを備えた１つの検査毎、または撮像プロトコル毎に前記基準ピーク出力値を設定する、
ＭＲＩ装置。
パルスシーケンスに規定されたＲＦパルス列を順次発生させるＲＦパルス発生器と、
前記ＲＦパルス発生器から順次入力されるＲＦパルスを夫々増幅する増幅部と、
増幅後のＲＦパルスが前記増幅部から出力されるごとに、当該増幅後のＲＦパルスのピーク出力値を取得するピーク値取得部と、
前記増幅後のＲＦパルスのピーク出力値と基準ピーク出力値とに基づいて、補正値を算出する補正値算出部と、
前記ＲＦパルス列に含まれる後段のＲＦパルスであって、前記増幅部に入力される前のＲＦパルスに前記補正値を即時に適用する補正部と、
を備え、
前記補正値算出部は、
前記増幅部から連続して出力される２つのＲＦパルスの出力間隔が第１の期間より短いとき、および前記第１の期間より長い第２の期間より長いとき、の少なくとも一方のときは、前記増幅部に入力される前のＲＦパルスに対する前記補正値の適用を行わない、
ＭＲＩ装置。
前記補正部は、前記パルスシーケンスに規定されたＲＦパルス単位で前記補正値の適用を行う、
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のＭＲＩ装置。
前記補正値算出部が算出した補正値を記憶する補正値記憶部をさらに備え、
前記補正値算出部は、前記補正値を算出するたびに前記補正値記憶部に記憶された前記補正値を更新する、
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載のＭＲＩ装置。
前記補正値算出部が算出した補正値を記憶する補正値記憶部をさらに備え、
前記補正値記憶部は、前記第１基準ピーク出力値のＲＦパルスに対応する補正値及び前記第２基準ピーク出力値のＲＦパルスに対応する補正値をそれぞれ記憶する、
請求項７または８に記載のＭＲＩ装置。