JP6571434B2 - 磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置のアーティファクト抑制方法 - Google Patents
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Description
(1)全体構成
図1は、本実施形態における磁気共鳴イメージング装置1の全体構成を示すブロック図である。実施形態の磁気共鳴イメージング装置1は、磁石架台100、寝台200、制御キャビネット300、コンソール400等を備えて構成される。
(第1の実施形態)
図2は、静磁場変動の抑制に関する構成を含んだ第1の実施形態の磁気共鳴イメージング装置1のブロック図である。図2に示すように、磁気共鳴イメージング装置1は、表示部42、入力部43、補正部420、再構成部430を有している。また、補正部420は、その内部構成として、診断画像用MR信号保存部421、補正演算部422、補正データ算出部423、補正データ保存部424を有している。
Δω0=γ・ΔB0 (式1)
ここで、γは、磁気回転比と呼ばれる定数である。
図3の四段目の図は、磁気共鳴角周波数が変動量Δω0で変動した時に生じる位相変動φを示す図である。励起パルスからMR信号(エコー信号)のサンプリングの中心までの時間、即ちエコー時間をTEとするとき、位相変動φは次の(式2)で表される。
φ=TE・Δω0 (式2)
φ(i)=tan-1[Img(i)/Real(i)] (i=1〜K) (式3)
位相変動量と、磁気共鳴角周波数及びエコー時間との間には(式2)に示す関係がある。ステップST106では、(式3)で算出した位相変動φ(i)と、第1のパルスシーケンスにおけるエコー時間TE0とから、以下の(式4)によって、i番目の磁気共鳴周波数変動Δf0(i)を算出する。
Δf0(i)=[φ(i)/TE0]/(2π) (i=1〜K) (式4)
ここで、エコー時間TE0が冷凍サイクルの周期Tに比べて十分短く、エコー時間TE0内での静磁場変動は無視できるものとしている。
t(p, m)=TR1・(p−1) +TR2・(m−1) (式5)
と表せる。また、時刻t(p, m)の直前のトリガ信号から時刻t(p, m)までの遅延時間TdTは、MOD(t(p, m), T)で表せる。ここで、MOD(A, B)は、AをBで除した剰余を意味している。この遅延時間MOD(t(p, m), T)とほぼ同じ遅延時間をもつ補正データ、即ち、(式4)で算出した磁気共鳴周波数変動Δf0(i)の番号i(1≦i≦K)を、次式から求める。
i=INT(MOD(t(p, m), T)/TR0) (式6)
ここで、INT(C)は、Cに最も近い整数を表わすものとしている。
そして、時刻t(p, m)における磁気共鳴周波数変動Δf(p, m)を、(式6)で求まる番号iの補正データに、以下のように対応付ける。
Δf(p, m)=Δf0(i)=Δf0(INT(MOD(t(p, m), T)/TR0)) (式7)
φ(p, m)=(2π)・Δf(p, m)・TE1 (式8)
ここで、p番目の位相エンコード、m番目のスライスに対応する補正前のMR信号をS(p, m)で表し、補正後のMR信号を、S’(p, m)で表すと、ステップST205では、以下の式によってMR信号を補正する。
S’(p, m)=S(p, m)・exp[-jφ(p, m)] (式9)
つまり、(式9)による補正によって、冷凍機110の機械的変動によって生じたMR信号の位相変動φ(p, m)が取り除かれる。
上述した第1の実施形態では、診断画像を取得するための撮像は、冷凍機110から入力されるトリガ信号に同期して開始される。図8に示す例では、図8の最も左側のトリガ信号が入力された時点で、第2のパルスシーケンスが開始されている。しかしながら、第2のパルスシーケンスは、必ずしもトリガ信号の入力と同時に開始される必要はなく、トリガ信号から予め定められた遅延時間TD後に開始させてもよい。遅延時間TDが既知であれば、トリガ信号からの遅延時間MOD(t(p, m), T)を、MOD((t(p, m)+TD), T)に置き換えることにより、トリガ信号から予め定められた遅延時間TD後に開始させても上述した第1の実施形態は成り立つ。
上述した第1の実施形態では、冷凍機110からのトリガ信号を用いて、第1のパルスシーケンス(補正データ生成用)、及び第2のパルスシーケンス(診断画像生成用)を開始するものとしていた。これに対して、第2の実施形態は、冷凍機110からのトリガ信号を用いることなく、第1のパルスシーケンスで補正データ生成用のMR信号を収集し、2のパルスシーケンスで診断画像生成用のMR信号を収集する。
前述した第1及び第2の実施形態では、補正生成用のMR信号の収集を、例えば装置の据え付け時や、装置の起動時に予め行うものとしている。これに対して、第3の実施形態は、診断画像生成用のMR信号の収集期間中に挿入される所定の補正データ取得期間に、補正データ生成用のMR信号を収集する。
φmeasure(p)=tan-1[Img(p)/Real(p)] (式10)
ここで、pは、診断画像生成用のパルスシーケンスにおける位相エンコード番号である。位相変動φ(p)measureを用いて、エコー時間TE0における磁気共鳴周波数変動Δf0measure(p)を次式で算出することができる。
Δf0measure(p)=[φmeasure(p)/TE0]/(2π) (式11)
この磁気共鳴周波数変動Δf0measure(p)により、診断画像生成用の位相エンコード番号pにおけるMR信号の位相変動φimage(p)は、
φimage(p)=(2π)・Δf0measure(p)・TE3 (式12)
により算出することができる。TE3は、診断画像生成用のMR信号収集で使用するエコー時間であり、補正データ生成用のMR信号収集で使用するエコー時間TE0と異なっても良い。
S’(p)=S(p)・exp[-jφimage(p)] (式13)
補正後のMR信号をS’(p)に対して、2次元逆フーリエ変換等の再構成処理を行うことにより、アーティファクトの抑制された診断画像を生成することができる。
34 シーケンスコントローラ
40 プロセッサ
42 入力部
43 表示部
110 冷凍機
400 コンソール
410 撮像条件設定部
420 補正部
430 再構成部
500 データ収集部
Claims (12)
- 静磁場を発生する超電導磁石と、
所定周期の機械的変動を伴う冷凍サイクルで前記超電導磁石を冷却すると共に、前記機械的変動の周期に同期したトリガ信号を出力する冷凍機と、
前記トリガ信号に同期して補正データ生成用の磁気共鳴信号を収集すると共に、前記トリガ信号に同期して被検体から診断画像生成用の磁気共鳴信号を収集するデータ収集部と、
前記補正データ生成用の磁気共鳴信号から、収集した前記診断画像生成用の磁気共鳴信号の位相変動であって、前記冷凍機の機械的変動に伴う前記静磁場の周期的な変動に起因して発生する位相変動、又は、前記静磁場の周期的な変動に起因して発生する磁気共鳴周波数変動を補正データとして算出し、算出した前記補正データを用いて、前記診断画像生成用の磁気共鳴信号を補正する補正部と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。 - 前記データ収集部は、
前記冷凍機の機械的変動の周期を少なくとも1周期含む期間の間、前記トリガ信号に同期した前記補正データが複数取得されるように、前記補正データ生成用の磁気共鳴信号を収集する一方、前記冷凍機の機械的変動の周期よりも長い期間に亘って、前記トリガ信号に同期して前記診断画像生成用の磁気共鳴信号を収集する、
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記補正部は、前記トリガ信号を基準とする遅延時間が略同一となるようになるように前記補正データと前記診断画像生成用の磁気共鳴信号とを互いに対応付け、前記トリガ信号からの各遅延時間における前記補正データを用いて、前記補正データに対応付けられた前記診断画像生成用の磁気共鳴信号を補正する、
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 静磁場を発生する超電導磁石と、
一定のクロック周期で動作するシステムクロックを発生するクロック発生部と、
所定周期の機械的変動を伴う冷凍サイクルで前記超電導磁石を冷却すると共に、前記システムクロックの所定のタイミングで少なくとも1回リセットすることにより、前記冷凍サイクルの開始タイミングを設定できるように構成される冷凍機と、
前記システムクロックに同期して補正データ生成用の磁気共鳴信号を収集すると共に、前記システムクロックに同期して被検体から診断画像生成用の磁気共鳴信号を収集するデータ収集部と、
前記補正データ生成用の磁気共鳴信号から、収集した前記診断画像生成用の磁気共鳴信号の位相変動であって、前記冷凍機の機械的変動に伴う前記静磁場の周期的な変動に起因して発生する位相変動、又は、前記静磁場の周期的な変動に起因して発生する磁気共鳴周波数変動を補正データとして算出し、算出した前記補正データを用いて、前記診断画像生成用の磁気共鳴信号を補正する補正部と、
を備え、
前記補正部は、前記リセットによって前記冷凍サイクルの位相と前記システムクロックとを対応付けた後に、前記冷凍サイクルの位相が略同一となるようになるように前記補正データと前記診断画像生成用の磁気共鳴信号とを前記システムクロックに基づいて互いに対応付け、前記冷凍サイクルの各位相における前記補正データを用いて、前記補正データに対応付けられた前記診断画像生成用の磁気共鳴信号を補正する、
磁気共鳴イメージング装置。 - 前記データ収集部は、
前記冷凍機の機械的変動の周期を少なくとも1周期含む期間の間、前記システムクロックに同期した前記補正データが複数取得されるように、前記補正データ生成用の磁気共鳴信号を収集する一方、前記冷凍機の機械的変動の周期よりも長い期間に亘って、前記システムクロックに同期して前記診断画像生成用の磁気共鳴信号を収集する、
請求項4に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記データ収集部は、前記補正データ生成用の磁気共鳴信号を第1のパルスシーケンスを用いて収集し、前記診断画像生成用の磁気共鳴信号を第2のパルスシーケンスを用いて収集し、前記第1のパルスシーケンスの種類と、前記第2のパルスシーケンスの種類は、互いに異なる種類に設定することができる、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記第1のパルスシーケンスは位相エンコード量をゼロとするパルスシーケンスである、
請求項6に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 静磁場を発生する超電導磁石と、
所定周期の機械的変動を伴う冷凍サイクルで前記超電導磁石を冷却する冷凍機と、
被検体から診断画像生成用の磁気共鳴信号を収集するデータ収集部と、
収集した前記診断画像生成用の磁気共鳴信号の位相変動であって、前記冷凍機の機械的変動に伴う前記静磁場の周期的な変動に起因して発生する位相変動を、収集した前記診断画像生成用の磁気共鳴信号に対して補正する補正部と、
を備え、
前記データ収集部は、前記診断画像生成用の磁気共鳴信号の収集期間中に挿入される所定の補正データ取得期間に、補正データ生成用の磁気共鳴信号を収集し、
前記補正部は、前記補正データ生成用の磁気共鳴信号から、前記位相変動、又は、前記静磁場の周期的な変動に起因して発生する磁気共鳴周波数変動を補正データとして算出し、算出した前記補正データを用いて、前記診断画像生成用の磁気共鳴信号を補正する、
磁気共鳴イメージング装置。 - 前記データ収集部は、前記診断画像生成用の磁気共鳴信号の収集期間の中に複数の前記補正データ取得期間を挿入し、隣接する前記補正データ取得期間の間隔を、前記冷凍サイクルの周期よりも短く設定する、
請求項8に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 静磁場を発生する超電導磁石と、所定周期の機械的変動を伴う冷凍サイクルで前記超電導磁石を冷却すると共に、前記機械的変動の周期に同期したトリガ信号を出力する冷凍機と、を具備する磁気共鳴イメージング装置のアーティファクト抑制方法であって、
前記トリガ信号に同期して補正データ生成用の磁気共鳴信号を収集すると共に、前記トリガ信号に同期して被検体から診断画像生成用の磁気共鳴信号を収集するステップと、
前記補正データ生成用の磁気共鳴信号から、収集した前記診断画像生成用の磁気共鳴信号の位相変動であって、前記冷凍機の機械的変動に伴う前記静磁場の周期的な変動に起因して発生する位相変動、又は、前記静磁場の周期的な変動に起因して発生する磁気共鳴周波数変動を補正データとして算出し、算出した前記補正データを用いて、前記診断画像生成用の磁気共鳴信号を補正するステップと、
を備える磁気共鳴イメージング装置のアーティファクト抑制方法。 - 静磁場を発生する超電導磁石と、一定のクロック周期で動作するシステムクロックを発生するクロック発生部と、所定周期の機械的変動を伴う冷凍サイクルで前記超電導磁石を冷却すると共に、前記システムクロックの所定のタイミングで少なくとも1回リセットすることにより、前記冷凍サイクルの開始タイミングを設定できるように構成される冷凍機と、を具備する磁気共鳴イメージング装置のアーティファクト抑制方法であって、
前記システムクロックに同期して補正データ生成用の磁気共鳴信号を収集すると共に、前記システムクロックに同期して被検体から診断画像生成用の磁気共鳴信号を収集するステップと、
前記補正データ生成用の磁気共鳴信号から、収集した前記診断画像生成用の磁気共鳴信号の位相変動であって、前記冷凍機の機械的変動に伴う前記静磁場の周期的な変動に起因して発生する位相変動、又は、前記静磁場の周期的な変動に起因して発生する磁気共鳴周波数変動を補正データとして算出し、算出した前記補正データを用いて、前記診断画像生成用の磁気共鳴信号を補正するステップと、
を備え、
前記補正するステップでは、前記リセットによって前記冷凍サイクルの位相と前記システムクロックとを対応付けた後に、前記冷凍サイクルの位相が略同一となるようになるように前記補正データと前記診断画像生成用の磁気共鳴信号とを前記システムクロックに基づいて互いに対応付け、前記冷凍サイクルの各位相における前記補正データを用いて、前記補正データに対応付けられた前記診断画像生成用の磁気共鳴信号を補正する、
磁気共鳴イメージング装置のアーティファクト抑制方法。 - 静磁場を発生する超電導磁石と、所定周期の機械的変動を伴う冷凍サイクルで前記超電導磁石を冷却する冷凍機と、を具備する磁気共鳴イメージング装置のアーティファクト抑制方法であって、
被検体から診断画像生成用の磁気共鳴信号を収集するステップと、
収集した前記診断画像生成用の磁気共鳴信号の位相変動であって、前記冷凍機の機械的変動に伴う前記静磁場の周期的な変動に起因して発生する位相変動を、収集した前記診断画像生成用の磁気共鳴信号に対して補正するステップと、
を備え、
前記収集するステップでは、前記診断画像生成用の磁気共鳴信号の収集期間中に挿入される所定の補正データ取得期間に、補正データ生成用の磁気共鳴信号を収集し、
前記補正するステップでは、前記補正データ生成用の磁気共鳴信号から、前記位相変動、又は、前記静磁場の周期的な変動に起因して発生する磁気共鳴周波数変動を補正データとして算出し、算出した前記補正データを用いて、前記診断画像生成用の磁気共鳴信号を補正する、
磁気共鳴イメージング装置のアーティファクト抑制方法。
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