JP6580040B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング(以下、「MRI」という)技術に関し、特に、高周波磁場(以下、「RF」という)パルスの照射不均一を低減する技術に関する。

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RFパルスを照射して、撮像したい断面内の核磁化を励起させる。次に、位相エンコード傾斜磁場およびリードアウト傾斜磁場の印加により励起された核磁化に平面位置情報を与え、核磁化が発生する核磁気共鳴信号(エコー信号)を計測する。エコー信号は、平面位置情報に応じてk空間と呼ばれる計測空間に充填され、逆フーリエ変換により画像化される。

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MRI装置では、高いコントラストの画像が得られる一方で、画像にムラが生じることがある。この画像ムラの原因に、RFパルスを撮像領域に照射する送信コイルが撮像領域に形成する回転磁界の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。

B1分布の不均一は、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手法として、複数のチャンネルを持つ送信コイルを用い、各チャンネルに与えるRFパルスの位相と振幅とを制御して、撮像領域のB1分布の不均一を低減させる、RFシミングがある。RFシミングでは、各チャンネルに与える位相および振幅(以下、「RFシムパラメータ」という。)を、各チャンネルが作り出すB1分布に基づいて決定する。

各チャンネルのB1分布は、例えば、フリップ角が異なる複数枚の画像を取得し、取得した画像信号を、パルスシーケンス毎に定義される画像信号強度の理論式でフィッティングすることにより算出する(例えば、特許文献1参照)。

国際公開第2011/155461号

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。B1分布の算出には所定の時間がかかるため、撮像時間が長引く。

しかし、逆にいうと、B1分布は、同様の体型の被検体であれば、頭部、腹部など撮像部位毎にほぼ同等となる。これを利用し、標準体型の被検体が磁場中心に配置されていることを前提として、予め部位毎にB1分布を算出し、それに基づき決定したチャンネル毎のRFシムパラメータを登録しておき、撮像時にこの登録されたRFシムパラメータを用いる手法がある。これによれば、撮像時に、B1分布を算出する必要はなく、撮像時間を短縮できる。しかし、上記前提から大きく隔たった状態の撮像、大きく隔たった体型の被検体の撮像においては、精度のよいRFシミングを行うことはできない。すなわち、撮像態様の制約が大きい。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、MRI装置において、被検体および撮像態様によらず、短時間に高精度のRFシミングを行い、高品質の画像を得る技術を提供することを目的とする。

本発明は、シムパラメータを算出した状態を被検体の基準状態とすると、予め基準状態からの変化に応じたシムパラメータを保存するデータベースを備え、撮像時には、その基準状態からの変化量に最も近い変化量に対応づけてデータベースに登録されているシムパラメータを用いる。データベースには、過去に実測した結果から算出したシムパラメータが登録される。

本発明によれば、MRI装置において、被検体および撮像態様によらず、短時間に高精度のRFシミングができ、高品質の画像を得ることができる。

第一の実施形態のMRI装置のブロック図 第一の実施形態の制御処理系の機能ブロック図 第一の実施形態の変位量算出手法を説明するための説明図 (a)および(b)は、第一の実施形態のシムデータベース例を説明するための説明図 第二の実施形態の拡大率算出手法を説明するための説明図 (a)-(c)は、第二の実施形態のシムデータベース例を説明するための説明図 第三の実施形態の変位量算出位置の例を説明するための説明図 第三の実施形態のシムデータベースのシム情報テーブル例を説明するための説明図 第四の実施形態の概要を説明するための説明図 第四の実施形態のシムデータベースのシム情報テーブル例を説明するための説明図 本発明の実施形態の変形例その1の照射範囲を説明するための説明図 本発明の実施形態の変形例その2および変形例その3の制御処理系の機能ブロック図 本発明の実施形態の変形例その2のRFシムパラメータ決定処理のフローチャート (a)および(b)は、本発明の実施形態の変形例その3の表示画面例を説明するための説明図 本発明の実施形態の変形例その3のRFシムパラメータ決定処理のフローチャート 本発明の実施形態の変形例その5の静磁場発生系構成を説明するための説明図

＜＜第一の実施形態＞＞
本発明の第一の実施形態を説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、特に断らない限り、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。

[MRI装置の構成]
最初に、MRI装置の一例の全体概要を図1に基づいて説明する。図1は、本のMRI装置100の一例の全体構成を示すブロック図である。

本実施形態のMRI装置100は、NMR現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、図1に示すように、静磁場発生系120と、傾斜磁場発生系130と、高周波磁場発生系(以下、送信系)150と、高周波磁場検出系(以下、受信系)160と、制御処理系170と、シーケンサ140と、を備える。

静磁場発生系120は、垂直磁場方式であれば、被検体101の周りの空間にその体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば、体軸方向に、均一な静磁場を発生させるもので、被検体101の周りに配置される永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源を備える。

傾斜磁場発生系130は、MRI装置100の座標系(装置座標系)であるX、Y、Zの3軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル131と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源132とを備え、後述のシーケンサ140からの命令に従ってそれぞれの傾斜磁場コイル131の傾斜磁場電源132を駆動することにより、X、Y、Zの3軸方向に傾斜磁場Gx、Gy、Gzを印加する。

撮像時には、スライス面(撮像断面)に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルスを印加して被検体101に対するスライス面を設定し、そのスライス面に直交し、且つ、互いに直交する残りの2つの方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルスと周波数エンコード方向傾斜磁場パルスとを印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。

送信系150は、被検体101の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検体101に高周波磁場パルス(RFパルス)を照射するもので、高周波発振器(シンセサイザ)152と変調器153と高周波増幅器154と送信側の高周波コイル(送信コイル)151とを備える。高周波発振器152はRFパルスを生成し、出力する。変調器153は、出力されたRFパルスをシーケンサ140からの指令によるタイミングで振幅変調し、高周波増幅器154は、この振幅変調されたRFパルスを増幅し、被検体101に近接して配置された送信コイル151に供給する。送信コイル151は供給されたRFパルスを被検体101に照射する。

本実施形態では、送信コイル151は、複数のサブコイルにより構成される多チャンネルコイルとする。変調器153では、チャンネル毎に、シーケンサ140を介して制御処理系170から指示される位相および振幅にRFパルスを変調し、出力する。高周波増幅器154は、本図に示すように、チャンネル毎に設けられ、変調器153から出力されたチャンネル毎のRFパルスを増幅し、送信コイル151の各チャンネルに供給する。図1では、一例として、チャンネル数が4の場合を示す。

受信系160は、被検体101の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出される核磁気共鳴信号(NMR信号、エコー信号)を検出するもので、受信側の高周波コイル(受信コイル)161と信号増幅器162と直交位相検波器163と、A/D変換器164とを備える。受信コイル161は、被検体101に近接して配置され、送信コイル151から照射された電磁波によって誘起された被検体101の応答のエコー信号を検出する。検出されたエコー信号は、信号増幅器162で増幅された後、シーケンサ140からの指令によるタイミングで直交位相検波器163により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがA／D変換器164でディジタル量に変換されて、制御処理系170に送られる。

シーケンサ140は、制御処理系170からの指示に従って、RFパルスと傾斜磁場パルスとを印加する。具体的には、制御処理系170からの指示に従って、被検体101の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系150、傾斜磁場発生系130、および受信系160に送信する。

制御処理系170は、MRI装置100全体の制御、各種データ処理等の演算、処理結果の表示及び保存等を行う。制御処理系170には、記憶装置172と表示装置173と入力装置174とが接続される。記憶装置172は、ハードディスクなどの内部記憶装置と、外付けハードディスク、光ディスク、磁気ディスクなどの外部記憶装置とにより構成される。表示装置173は、CRT、液晶などのディスプレイ装置である。入力装置174は、MRI装置100の各種制御情報や制御処理系170で行う処理の制御情報の入力のインタフェースであり、例えば、トラックボールまたはマウスとキーボードとを備える。入力装置174は、表示装置173に近接して配置される。ユーザは、表示装置173を見ながら入力装置174を通してインタラクティブにMRI装置100の各種処理に必要な指示、データを入力する。

制御処理系170は、ユーザが入力した指示に従って、CPU171が記憶装置172に予め保持されるプログラムをメモリにロードして実行することにより、MRI装置100の動作の制御、各種データ処理等の各処理を実現する。上述のシーケンサ140に対する指示は、予め記憶装置に保持されるパルスシーケンスに従ってなされる。また、受信系160からのデータが制御処理系170に入力されると、制御処理系170は、信号処理、画像再構成処理等を実行し、その結果である被検体101の断層像を表示装置173に表示するとともに、記憶装置172に記憶する。

なお、制御処理系170が実現する全部または一部の機能は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(field-programmable gate array)などのハードウェアによって実現されてもよい。また、各機能の処理に用いる各種のデータ、処理中に生成される各種のデータは、記憶装置172に格納される。

送信コイル151と傾斜磁場コイル131とは、被検体101が挿入される静磁場発生系120の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体101に対向して、水平磁場方式であれば被検体101を取り囲むようにして設置される。また、受信コイル161は、被検体101に対向して、或いは取り囲むように設置される。

現在、MRI装置の撮像対象核種で、臨床で普及しているものは、被検体101の主たる構成物質である水素原子核(プロトン)である。MRI装置100では、プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または機能を、二次元もしくは三次元的に撮像する。

［制御処理系の機能構成］
本実施形態では、撮像時(エコー信号計測時)のRFシミングにおいて、B1分布を算出しない。このため、被検体の基準状態からの変化量毎に、RFシムパラメータ(RFパルスの強度および位相)を登録するデータベースを備える。撮像時は、このデータベースからRFシムパラメータを抽出して、それをパルスシーケンスのRFパルスに適用する。
なお、以下、本明細書では、基準状態は、上述のように、標準体型の被検体が磁場中心に、予め定めた方向(例えば、体軸が磁場方向となる方向)に配置されている状態をいう。

本実施形態の制御処理系170は、これを実現するため、図2に示すように、計測制御部210と、シムパラメータ決定部220と、を備える。

シムパラメータ決定部
シムパラメータ決定部220は、送信コイル151の各チャンネルから照射する高周波磁場パルス(RFパルス)のRFシムパラメータを決定する。RFシムパラメータは、RFパルスの振幅(強度)および位相の少なくとも一方とする。これを実現するため、本実施形態のシムパラメータ決定部220は、変化量算出部221と、シムパラメータ抽出部222と、シムデータベース(シムDB)300と、を備える。

変化量算出部
変化量算出部221は、撮像のために配置された被検体101の所定領域に配置された状態の、基準状態に対する変化量を算出する。本実施形態では、所定領域は、静磁場中心を含む面上の、被検体101の断面領域とし、基準状態に対する変化量として、この所定領域(被検体101の断面領域)の重心位置の、静磁場中心からの変位量を用いる。

すなわち、本実施形態では、被検体101の撮像断面の中心が、静磁場中心にある状態を基準状態とし、変化量算出部221は、撮像時の撮像断面の基準状態からの変位量を算出する。

以下、本明細書において、静磁場中心を原点、静磁場方向をz軸とし、それに直交する面上において、被検体101を載置する寝台に平行な方向をx軸、それに直交する方向をy軸とする座標系を用いる。

変化量算出部221は、被検体101が配置された後、位置決め撮像を実施して取得された位置決め画像上で変位量を算出する。位置決め画像として、例えば、被検体101の体軸方向を静磁場方向とした場合の、アキシャル画像(AX画像)を用いる。そして、このAX画像上で、被検体101の重心のx座標およびy座標を算出することにより、変位量を得る。

図3を用いて、変位量算出を説明する。図3において、MFCは静磁場中心、GCは、被検体101の撮像断面の、重心位置である。

x軸方向の変位量(Δx)は、例えば、AX画像上で、x軸方向の最大のx座標Xmaxおよび最小のx座標Xminをそれぞれ特定し、両者を用いて、Δx＝(Xmax+Xmin)／2と算出する。

y軸方向の変位量(Δy)も同様に、y軸方向の最大のy座標Ymaxおよび最小のy座標Yminをそれぞれ特定し、両者を用いて、Δy＝(Ymax+Ymin)／2と算出する。

なお、各軸方向の最大の座標値および最小の座標値は、画像処理により特定する。

［シムDB］
シムDB300は、被検体101の所定領域の、予め定めた基準状態からの変化量に対応づけて、送信コイル151の各チャンネルから照射するRFパルスのRFシムパラメータが登録されるデータベースである。シムDB300は、記憶装置172に構築される。

本実施形態のシムDB300には、基本的に、被検体101の基準状態からの変位量毎の、各チャンネルのRFシムパラメータが登録される。このシムDB300の例を、図4(a)および図4(b)に示す。

本実施形態では、シムDB300が、被検体101の、基準状態からの変位量毎に、識別コードを付与して記憶する変位量テーブル311と、変位量毎に各チャンネルのRFシムパラメータを記憶するシム情報テーブル312とから構成される場合を例にあげて説明する。

変位量テーブル311には、x方向およびy方向の変位量311b毎に、変位量を特定する識別コード(code1)311aが登録される。本実施形態では、変位量311bは、計測部位311c毎に登録される。

シム情報テーブル312には、変位量を特定する識別コード(code1)312a毎に、各チャンネルに与えるRFパルスの強度および位相がRFシムパラメータ312bとして登録される。RFシムパラメータ312bは、チャンネル毎に、チャンネル数分、登録される。

なお、シムDB300は、変位量テーブル311およびシム情報テーブル312に分割しなくてもよい。各計測部位311cの変位量311b毎に、各チャンネルのRFシムパラメータ312bが登録される1つのテーブルで構成されていてもよい。

また、シムDB300は、過去に各変化態様で撮像した際に算出したRFシムパラメータを蓄積することにより作成される。

［シムパラメータ抽出部］
シムパラメータ抽出部222は、算出した変化量に最も近い値に対応づけて前記シムDB300に登録されるRFシムパラメータを抽出する。本実施形態では、変化量算出部221が算出した変位量に最も近い変位量311bに対応づけてシムDB300に登録されるRFシムパラメータ312bを抽出する。

まず、変位量テーブル311にアクセスし、変化量算出部221が算出した変位量に最も近い変位量311bに対応づけて登録された識別コード(code1)311aを特定する。そして、シム情報テーブル312にアクセスし、識別コード(code1)311aに合致する識別コード(code1)312aに対応づけて登録されたRFシムパラメータ312bを抽出する。

最も近い変位量とは、例えば、x方向およびy方向それぞれの、データベースに記憶されている変位量311bと算出された変位量との差の、二乗和が最も小さいものとする。

本実施形態のシムパラメータ決定部220は、シムパラメータ抽出部222が抽出したRFシムパラメータを、計測に用いるRFシムパラメータと決定する。

［計測制御部］
計測制御部210は、シムパラメータ決定部220で決定したRFシムパラメータを用いて前記被検体101から発生するエコー信号を計測する。すなわち、各チャンネルから照射するRFパルスの強度および位相を、抽出されたRFシムパラメータの値とし、エコー信号の計測を行う。

以上説明したように、本実施形態のMRI装置は、静磁場中に配置された被検体101へ、予め定めたRFシムパラメータで特定される高周波磁場パルスを照射する、複数のチャンネルを有する送信コイル151と、前記各チャンネルから照射する高周波磁場パルスのRFシムパラメータを決定するシムパラメータ決定部220と、前記シムパラメータ決定部220で決定したRFシムパラメータを用いて前記被検体(101)から発生するエコー信号を計測する計測制御部210と、を備え、前記シムパラメータ決定部220は、前記被検体101の所定領域と、予め定めた基準状態との変化量に対応づけて、前記各チャンネルから照射する前記高周波磁場パルスの前記RFシムパラメータが登録されるシムデータベース(シムDB)300と、前記被検体101の所定領域の変化量を算出する変化量算出部221と、前記算出した変化量に最も近い値に対応づけて前記シムデータベース300に登録されている前記RFシムパラメータを抽出するシムパラメータ抽出部222と、を備える。

なお、前記所定領域は、前記静磁場中心を含む面上の領域であり、前記変化量は、前記所定領域の重心位置の、前記静磁場の中心からの変位量である。

このように、本実施形態によれば、シムDB300として、予め、被検体101の基準状態からの変化量に応じたRFシムパラメータを登録しておき、撮像時には、そのRFシムパラメータを用いてエコー信号の計測を行う。基準状態からの変化量は、上述のように、被検体101の撮像断面の重心位置の、静磁場中心からの変位量である。

従って、本実施形態によれば、撮像断面が静磁場中心から変位した態様で、被検体101が配置されたとしても、B1分布を算出してRFシムパラメータを計算することなく、当該配置に最適なRFシムパラメータを得ることができる。従って、撮像毎にB1分布を算出することなく、精度よくRFシミングを行うことができる。よって、精度を落とすことなく、全体の撮像時間を短縮できる。

なお、本実施形態では、静磁場中心を通る断面上での変位量を算出し、RFシムパラメータをデータベースから抽出しているが、断面は、これに限定されない。シムDB300を作成する際に用いた断面上で、シムDB300を作成する際に用いた基準とする重心位置からの変位量を算出すればよい。

＜＜第二の実施形態＞＞
本発明の第二の実施形態を説明する。本実施形態では、被検体の基準位置からの変位量の代わりに、基準体型(標準体型)からの変化量(基準体型との差異)に応じたRFシムパラメータをシムDB300に登録する。

本実施形態のMRI装置は、基本的に第一の実施形態のMRI装置100と同様の構成を有する。また、制御処理系170の機能ブロックも、基本的に第一の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、変化量算出部221は、変位量の代わりに、被検体101の体型の、基準体型との差異を算出する。また、シムDB300が保持する情報も、基準体型との差異毎の、RFシムパラメータである。

以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。

［変化量算出部］
本実施形態では、基準状態からの変化量は、被検体101の体型の、予め定めた基準体型からの変化量(差異)とする。本実施形態の変化量算出部221は、位置決め画像上で、この変化量を算出する。位置決め画像として、被検体101の体軸方向を静磁場方向とした場合の、アキシャル画像(AX画像)を用いる場合を例に、変化量の算出手法を説明する。

図5は、本実施形態の変化量算出部221による変化量算出を説明するための説明図である。本図において、GCは、被検体101の撮像断面の重心位置である。

被検体101のこの撮像断面の、x軸方向の最大径の半分の長さXb、y軸方向の最大径の半分の長さYbを算出し、基準体型の同Xa、Yaからの拡大率(Xb/Xa、Yb/Ya)を、それぞれ算出する。

Xbは、第一の実施形態同様、x軸方向の最大のx座標Xmaxおよび最小のx座標Xminをそれぞれ特定し、両者を用いて、Xb＝(Xmax−Xmin)／2と算出する。

また、Ybは、第一の実施形態同様、y軸方向の最大のy座標Ymaxおよび最小のy座標Yminをそれぞれ特定し、両者を用いて、Yb＝(Ymax−Ymin)／2と算出する。

各軸方向の最大の座標値および最小の座標値は、第一の実施形態同様、画像処理により特定する。基準体型の最大径Xa，Yaは、既知とする。

［シムDB］
本実施形態のシムDB300は、第一の実施形態のシムDB300同様、被検体101の所定領域の、予め定めた基準状態からの変化量に対応づけて、送信コイル151の各チャンネルから照射するRFパルスのRFシムパラメータが登録されるデータベースである。

本実施形態では、シムDB300には、被検体101の基準体型からの拡大率毎の、各チャンネルのRFシムパラメータが登録される。このシムDB300の例を、図6(a)および図6(b)に示す。

本実施形態では、シムDB300が、被検体101の、基準体型からの拡大率毎に、識別コードを付与して記憶する拡大率テーブル321と、拡大率毎に、各チャンネルのRFシムパラメータを記憶するシム情報テーブル322とから構成される場合を例にあげて説明する。

拡大率テーブル321には、x方向およびy方向の拡大率321b毎に、拡大率を特定する識別コード(code2)321aが登録される。なお、本図に示すように、拡大率321bは、被検体101の身長、体重といった身体データ321cとともに記憶されてもよい。

シム情報テーブル322には、拡大率を特定する識別コード(code2)322a毎に、各チャンネルに与えるRFパルスの強度および位相が、RFシムパラメータ322bとして登録される。RFシムパラメータ322bは、チャンネル毎に、チャンネル数分、登録される。

本実施形態のおいても、シムDB300は、拡大率テーブル321と、シム情報テーブル322とに分割しなくてもよく、1つのテーブルで構成されていてもよい。

［シムパラメータ抽出部］
第一の実施形態同様、シムパラメータ抽出部222は、変化量算出部221が算出した拡大率に最も近い値に対応づけてシムDB300に登録されるRFシムパラメータを抽出する。

まず、拡大率テーブル321にアクセスし、変化量算出部221が算出した拡大率に最も近い拡大率321bに対応づけて登録された識別コード(code2)321aを特定する。そして、シム情報テーブル322にアクセスし、識別コード(code2)321aに合致する識別コード(code2)322aに対応づけて登録されたRFシムパラメータ322bを抽出する。

最も近い拡大率とは、例えば、x方向およびy方向それぞれの、拡大率テーブル321に記憶されている拡大率321bと算出された拡大率との差の、二乗和が最も小さいものとする。

本実施形態のシムパラメータ決定部220は、シムパラメータ抽出部222が抽出したRFシムパラメータを、計測に用いるRFシムパラメータと決定する。

計測制御部210の処理は、第一の実施形態と同様である。

以上説明したように、本実施形態のMRI装置は、第一の実施形態同様、送信コイル151と、計測制御部210と、シムパラメータ決定部220とを備え、シムパラメータ決定部220は、シムDB300と、変化量算出部221と、シムパラメータ抽出部222とを備える。前記基準状態からの変化量は、前記被検体の体型の、予め定めた基準体型からの変化量である。

このように、本実施形態によれば、シムDB300として、予め、被検体101の基準状態からの変化量に応じたRFシムパラメータを登録しておき、撮像時には、そのRFシムパラメータを用いてエコー信号の計測を行う。基準状態からの変化量は、上述のように、被検体101の基準体型からの拡大率である。

従って、本実施形態によれば、被検体101の体型が基準体型から異なる場合であっても、撮像毎にB1分布を算出してRFシムパラメータを計算することなく、最適なRFシムパラメータを得ることができる。従って、撮像毎にB1分布を算出することなく、精度よくRFシミングを行うことができる。よって、精度を落とすことなく、全体の撮像時間を短縮できる。

なお、本実施形態を第一の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、変化量算出部221は、変位量と拡大率とを算出し、シムDB300には、変位量および拡大率毎のRFシムパラメータを登録する。

この場合、シムDB300は、図4(a)に示す変位量テーブル311と、図6(a)に示す拡大率テーブル321と、図6(c)に示す、シム情報テーブル323とを備える。シム情報テーブル323には、本図に示すように、変位量を特定する識別コード(code1)323aと、拡大率を特定する識別コード(code2)323bとの組み合わせに対応づけて、RFシムパラメータ323cが登録される。

シムパラメータ抽出部222は、変位量および拡大率両方が最も近いレコードのRFシムパラメータを抽出し、シムパラメータ決定部220は、当該抽出されたRFシムパラメータを、計測に用いるRFシムパラメータと決定する。

また、本実施形態においても、第一の実施形態同様、拡大率を算出する断面は、静磁場中心を通るものに限定されない。

＜＜第三の実施形態＞＞
本発明の第三の実施形態を説明する。本実施形態では、静磁場方向の複数の位置での変化量を算出する。

本実施形態のMRI装置は、基本的に第一の実施形態のMRI装置100と同様の構成を有する。また、制御処理系170の機能ブロックも、基本的に第一の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、変化量算出部221は、静磁場方向の複数の位置で変化量を算出する。また、シムDB300が保持する情報も、各位置での、変化量の、RFシムパラメータである。

以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。

［変化量算出部］
本実施形態の変化量算出部221は、図7に示すように、静磁場方向の複数の位置(z＝z11、z12、z13)で、変化量を算出する。各位置は、予め定めておく。すなわち、各位置で、静磁場方向に直交する断面の位置決め画像を取得し、それぞれの位置決め画像上で、変化量を算出する。

以下、本実施形態では、変化量として、被検体101の当該位置決め画像上の断面の重心位置の、x＝0、y＝0の位置からの変位量を算出する場合を例にあげて説明する。すなわち、本実施形態では、基準状態は、被検体101の体軸が静磁場中心を通り、静磁場方向に平行な状態である。なお、各位置決め画像上での、変位量の算出手法は、第一の実施形態と同様である。

シムDB
本実施形態のシムDB300には、静磁場方向の複数の位置(z＝z11、z12、z13)での変化量に対応づけてRFシムパラメータが登録される。このシムDB300の例を、図4(a)および図8に示す。

本実施形態では、シムDB300が、被検体101の、基準状態からの変位量毎に、識別コードを付与して記憶する変位量テーブル311と、変位量毎に各チャンネルのRFシムパラメータを記憶するシム情報テーブル332とから構成される場合を例にあげて説明する。

本実施形態のシム情報テーブル332には、位置(z11、z12、z13)毎の変位量を特定する識別コード(code1)332aの組毎に、RFシムパラメータ332bが登録される。RFシムパラメータ332bは、チャンネル毎に、チャンネル数分、登録される。

本実施形態においても、シムDB300は、変位量テーブル311と、シム情報テーブル332とに分割されていなくてもよく、1つのテーブルで構成されていてもよい。

［シムパラメータ抽出部］
シムパラメータ抽出部222は、各位置について、変化量算出部221が算出した変位量に最も近い変位量に対応づけて登録される識別コード(code1)311aをそれぞれ変位量テーブル311から抽出する。最も近い変位量は、第一の実施形態同様とする。

そして、各位置の識別コード(code1)311aの組に合致するレコードのRFシムパラメータを、シム情報テーブル332から抽出する。

本実施形態のシムパラメータ決定部220は、第一の実施形態同様、シムパラメータ抽出部222が抽出したRFシムパラメータを、計測に用いるRFシムパラメータと決定する。

計測制御部210の処理は、第一の実施形態と同様である。

以上説明したように、本実施形態のMRI装置は、第一の実施形態同様、送信コイル151と、計測制御部210と、シムパラメータ決定部220とを備え、シムパラメータ決定部220は、シムDB300と、変化量算出部221と、シムパラメータ抽出部222とを備える。また、前記シムデータベース300には、前記静磁場方向の複数の位置での前記変化量に対応づけて前記RFシムパラメータが登録され、前記変化量算出部221は、前記複数の位置での前記変化量を算出する。

このように、本実施形態によれば、シムDB300として、予め、被検体101の基準状態からの変化量に応じたRFシムパラメータを登録しておき、撮像時には、そのRFシムパラメータを用いてエコー信号の計測を行う。基準状態からの変化量は、上述のように、被検体101の、静磁場方向の複数の位置における、基準状態からの変位量である。

従って、本実施形態によれば、被検体101の配置方向が基準状態からずれた場合、例えば、被検体101が、MRI装置100の寝台上にななめに配置され、被検体101の体軸方向が、静磁場方向とずれた場合であっても、撮像毎にB1分布を算出してRFシムパラメータを計算することなく、最適なRFシムパラメータを得ることができる。従って、撮像毎にB1分布を算出することなく、精度よくRFシミングを行うことができる。よって、精度を落とすことなく、全体の撮像時間を短縮できる。

なお、上記実施形態では、シムDB300には、複数の位置決め画像それぞれの変位量に対応づけてRFシムパラメータを格納しているが、これに限定されない。第二の実施形態のように、拡大率に対応づけてRFシムパラメータを格納してもよい。この場合、変化量算出部221は、各位置で取得した位置決め画像上で、第二の実施形態同様、被検体101の拡大率を算出する。

また、シムDB300に、変位量および拡大率、両方に対応づけてRFシムパラメータを格納してもよい。この場合、変化量算出部221は、各位置決め画像上で、変位量および拡大率の両方を算出する。

＜＜第四の実施形態＞＞
次に、本発明の第四の実施形態を説明する。本実施形態では、静磁場方向の複数の位置毎に、変化量に応じたRFシムパラメータをシムDBに登録する。

本実施形態のMRI装置は、基本的に第一の実施形態のMRI装置100と同様の構成を有する。また、制御処理系170の機能構成も、基本的に第一の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、変化量算出部221は、変化量を算出する断面の、静磁場方向の位置の情報も取得する。また、シムDB300が保持する情報も、位置毎の、変化量に応じたRFシムパラメータである。基準状態は、静磁場方向の各位置で、被検体101の断面の重心位置が、x＝0、y＝0の位置にある状態である。

以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。

まず、本実施形態の概要を説明する。図9は、本実施形態の概要を説明するための図である。

本図の位置決め画像501、502、503は、z軸方向の複数の位置(z21、z22、z23)で取得したアキシャル画像である。これらの位置決め画像501、502、503からわかるように、z軸方向の異なる位置では、被検体101の断面積が異なる。
従って、スライス位置毎に、RFシムパラメータも異なる。

本実施形態では、z軸方向の、複数の位置(z21、z22、z23)の、被検体101の変位量毎のRFシムパラメータを保持しておく。なお、ここでは、一例として3か所のデータを保持する場合を示す。

そして、実際の撮像時は、撮像断面のz座標に最も近い位置のデータをシムDB300から抽出する。例えば、撮像断面のz座標がLc1の範囲にある場合、z21に対応づけて登録されたデータを抽出する。Lc2の範囲にある場合、z22に対応づけて登録されたデータを抽出し、Lc3の範囲にある場合、z23に対応づけて登録されたデータを抽出する。

［変化量算出部］
本実施形態の変化量算出部221は、静磁場方向に直交する所定の断面上で、x＝0、y＝0(当該断面上の原点)の位置からの変位量を算出する。このとき、当該断面のz軸方向の位置(z軸座標)も併せて算出結果として出力する。

変位量の算出手法は、第一の実施形態と同様とする。

［シムDB］
本実施形態のシムDB300には、例えば、静磁場方向の複数の位置それぞれについて、変化量に対応づけてRFシムパラメータが登録される。本実施形態のシムDB300の例を図4(a)および図10に示す。

本実施形態では、シムDB300が、被検体101の基準状態からの変位量毎に、識別コードを付与して記憶する変位量テーブル311と、変位量毎に、各チャンネルのRFシムパラメータを記憶するシム情報テーブル342とから構成される場合を例にあげて説明する。

本実施形態のシム情報テーブル342には、第一の実施形態同様、識別コード342a毎の、各チャンネルのRFシムパラメータ342bが登録される。ただし、本実施形態では、これらのデータが、z軸方向の位置(z21、z22、z23)毎に登録される。なお、RFシムパラメータ342bは、チャンネル毎の、チャンネル数分、登録される。

本実施形態においても、シムDB300は、変位量テーブル311と、シム情報テーブル342とに分割されていなくてもよく、1つのテーブルで構成されていてもよい。

［シムパラメータ抽出部］
シムパラメータ抽出部222は、変化量算出部221が算出した変位量に最も近い変位量に対応づけて登録される識別コード(code1)311aを、それぞれ、変位量テーブル311から抽出する。最も近い変位量は、第一の実施形態同様とする。

そして、各位置の識別コード(code1)311aに合致するレコードのRFシムパラメータを、シム情報テーブル342から抽出する。このとき、本実施形態では、変化量算出部221から受け取った撮像断面位置に最も近い位置に対応づけてシム情報テーブル342に登録されるデータ群から、RFシムパラメータを抽出する。

本実施形態のシムパラメータ決定部220は、第一の実施形態同様、シムパラメータ抽出部222が抽出したRFシムパラメータを、計測に用いるRFシムパラメータと決定する。

計測制御部210の処理は、第一の実施形態と同様である。

以上説明したように、本実施形態のMRI装置100は、第一の実施形態同様、送信コイル151と、計測制御部210と、シムパラメータ決定部220とを備え、シムパラメータ決定部220は、シムDB300と、変化量算出部221と、シムパラメータ抽出部222とを備える。また、前記シムデータベース300には、前記静磁場方向の複数の位置それぞれについて、前記変化量に対応づけて前記RFシムパラメータが登録され、前記シムパラメータ抽出部222は、撮像スライス位置に最も近い位置に対応づけて登録されている変化量の中から、前記RFシムパラメータを抽出する。

このように、本実施形態によれば、シムDB300として、予め、複数の断面位置に関し、被検体101の基準状態からの変化量に応じたRFシムパラメータを登録しておき、撮像時には、そのRFシムパラメータを用いてエコー信号の計測を行う。基準状態からの変化量は、上述のように、被検体101の、撮像断面上の原点からの変位量である。

従って、本実施形態によれば、被検体101が、基準位置から変位した状態で配置された場合であっても、撮像毎にB1分布を算出してRFシムパラメータを計算することなく、最適なRFシムパラメータを得ることができる。従って、撮像毎にB1分布を算出することなく、精度よくRFシミングを行うことができる。よって、精度を落とすことなく、全体の撮像時間を短縮できる。

また、本実施形態によれば、撮像位置に制約もない。

なお、上記実施形態では、シムDB300には、変位量に対応づけてRFシムパラメータを格納しているが、これに限定されない。第二の実施形態のように、拡大率に対応づけてRFシムパラメータを格納してもよい。この場合、変化量算出部221は、撮像断面と同位置の位置決め画像上で、第二の実施形態同様、被検体101の拡大率を算出する。

また、シムDB300に、変位量および拡大率、両方に対応づけてRFシムパラメータを格納してもよい。この場合、変化量算出部221は、各位置決め画像上で、変位量および拡大率の両方を算出する。

＜変形例その1＞
なお、上記各実施形態では、撮像領域全体のB1不均一を調整するよう構成しているが、これに限定されない。例えば、B1不均一を調整する範囲は、図11に示すように、その一部の領域500であってもよい。すなわち、上記各実施形態の所定領域は、被検体101の断面の一部の領域500とする。

本変形例では、変化量算出部221は、被検体101の、上記領域500の、基準状態からの変化量を算出する。変化量は、基準位置からの変位量、基準体型からの拡大率、など、上記各実施形態のいずれであってもよい。

また、シムDB300には、上記領域500の変化量に対応づけて、当該領域のB1分布を均一にするRFシムパラメータが登録される。

＜変形例その2＞
なお、上記各実施形態では、算出した変位量に最も近い変位量に対応するRFシムパラメータをシムDB300から抽出し、抽出されたRFシムパラメータ用いて計測を行うように構成しているが、これに限定されない。

例えば、シムDB300に、適切な値が登録されていない場合は、B1分布を算出し、それに基づきRFシムパラメータを算出し、シムDB300に新たに登録するとともに、当該RFシムパラメータを用いて計測を行うよう構成してもよい。

適切な値が登録されていない場合とは、例えば、変化量算出部221が算出した変位量(以下、算出変位量と呼ぶ。)と、シムDB300に登録されている最寄りの変位量(以下、登録変位量と呼ぶ。)との差異が、所定の閾値を超える場合、あるいは、算出変位量が、登録変位量の最大値を超える場合、などである。

［制御処理系の機能構成］
本変形例では、シムパラメータ決定部220は、図12に示すように、上記構成に加え、B1分布算出部223と、シムパラメータ算出部224と、シムDB更新部225と、を備える。

［B1分布算出部］
B1分布算出部223は、撮像領域に照射される高周波磁場分布(B1分布)を算出する。本変形例では、ユーザが撮像条件として設定したRFシムパラメータを用いた場合のB1分布を算出する。

B1分布の算出は、既存の手法を用いる。例えば、Double Angle Methodを用いる。これは、任意のフリップ角αと、その2倍のフリップ角2αで撮像した画像を用いてB1分布を計算する方法である。

また、フリップ角が異なる複数枚の画像を取得し、取得した画像信号をパルスシーケンスごとに定義される信号強度の理論式でフィッティングすることにより、B1分布を算出してもよい。

また、フィッティングを行わず、信号強度変化の周期からB1分布を計算してもよい。
さらに、プリパルスを付加したパルスシーケンスにおいて、プリパルスのフリップ角を段階的に変えて複数枚の画像を撮像し、信号強度変化の周期からB1分布を算出してもよい。

［シムパラメータ算出部］
シムパラメータ算出部224は、B1分布算出部223が算出したB1分布に従って、B1不均一を打ち消す(低減する)RFシムパラメータ、すなわち、各チャンネルから照射するRFパルスの位相および強度を算出する。

RFシムパラメータの算出は、例えば、最小二乗法を用いて行う。ここでは、各チャンネル間の位相差および強度比を算出する。

具体的には、理想のB1分布をm、各チャンネルのB1分布をA、各チャンネルにおけるRFパルスの位相差および強度比をxとすると、これらは、行列式m＝Axの関係となる。ここで、理想のB1分布mの要素は全て同じ値とする。最小二乗法により、上記m＝Axを満たすxの最適値を求め、各チャンネル間の位相差および強度比を算出する。

［シムDB更新部］
シムDB更新部225は、算出されたRFシムパラメータを、変化量算出部221が算出した変位量(算出変位量)に対応づけて、シムDB300に登録することにより、シムDB300を更新する。

本変形例では、シムDB更新部225は、上述のように、算出変位量と、シムDB300(変位量テーブル311)に登録されている、算出変位量に最も近い登録変位量との差が、予め定めた閾値以上の場合、B1分布算出部223にB1分布を算出させ、シムパラメータ算出部224にRFシムパラメータを算出させ、当該算出されたRFシムパラメータを、シムDB300に登録する。

あるいは、シムDB更新部225は、算出変位量が予め定めた閾値以上の場合、B1分布算出部223にB1分布を算出させ、シムパラメータ算出部224にRFシムパラメータを算出させ、当該算出されたRFシムパラメータを、シムDB300に登録する。この場合、閾値には、シムDB300(変位量テーブル311)に登録されているx方向およびy方向の最大変位量を用いる。すなわち、x方向およびy方向の少なくとも一方の、算出変位量が、当該方向の登録変位量の最大値以上である場合、B1分布算出部にB1分布を算出させる。

なお、この変形例では、シムパラメータ決定部220は、シムDB300に、適切な値が登録されている場合は、シムDB300から抽出したRFシムパラメータを用い、登録されていない場合は、算出したRFシムパラメータを用いる。

この変形例の、シムパラメータ決定部220によるRFシムパラメータ決定処理の流れを説明する。図13は、本変形例のRFシムパラメータ決定処理の処理フローである。

まず、変化量算出部221は、算出変位量を算出する(ステップS1101)。

次に、シムDB更新部225は、B1分布算出の要否を、上記手法で判別する(ステップS1102)。

ここで、シムDB300に適切な値が登録されていて、算出不要と判別された場合、シムパラメータ抽出部222は、算出変位量に対応づけてシムDB300に登録されているRFシムパラメータ(Spd)を抽出する(ステップS1103)。そして、シムパラメータ決定部220は、抽出されたRFシムパラメータ(Spd)を、計測に使用するRFパラメータと決定し(ステップS1104)、処理を終了する。

一方、ステップS1102において、算出要と判別された場合、B1分布算出部223は、B1分布を算出し(ステップS1105)、シムパラメータ算出部224は、算出されたB1分布に基づいて、RFシムパラメータ(Spc)を算出する(ステップS1106)。

シムDB更新部225は、算出されたRFシムパラメータ(Spc)をシムDB300に登録し、シムDB300を更新する(ステップS1107)。また、シムパラメータ決定部220は、算出されたシムパラメータ(Spc)を、計測に使用するRFパラメータと決定し(ステップS1108)、処理を終了する。

このように、本変形例の前記シムパラメータ決定部220は、撮像領域に照射される高周波磁場分布を算出する高周波磁場分布算出部(B1分布算出部)223と、算出された前記高周波磁場分布の不均一を低減するよう前記RFシムパラメータを算出するシムパラメータ算出部224と、前記算出されたRFシムパラメータを前記算出された変化量に対応づけて前記シムデータベースに登録し、前記シムデータベースを更新するシムデータベース更新部(シムDB更新部)225と、をさらに備える。

前記シムデータベース更新部225は、前記変化量算出部221が算出した変化量と、当該変化量に最も近い前記シムデータベース300に登録されている変化量との差が、予め定めた閾値以上の場合、前記高周波磁場分布算出部223に前記高周波磁場分布を算出させ、前記シムパラメータ算出部224に前記RFシムパラメータを算出させ、当該算出されたRFシムパラメータを、前記シムデータベース300に登録してもよい。

あるいは、前記シムデータベース更新部225は、前記変化量算出部221が算出した変化量が、予め定めた閾値以上の場合、前記高周波磁場分布算出部223に前記高周波磁場分布を算出させ、前記シムパラメータ算出部224に前記RFシムパラメータを算出させ、当該算出されたRFシムパラメータを、前記シムデータベース300に登録してもよい。

このように、本変形例によれば、上記実施形態同様、磁場中心からの変位量に応じてRFシムパラメータがシムDB300に登録されているため、これを用いることにより、高速に高精度な計測を行うことができる。さらに、シムDB300に、被検体101の変位量に応じたRFシムパラメータが登録されていない場合、当該変位量に応じたRFシムパラメータを追加登録できる。

従って、計測を繰り返す毎に、データベースを充実させることができ、その後の処理の速度、精度が向上する。

＜変形例その3＞
また、上記各実施形態において、シムDB300を更新しながら、RFシムパラメータを決定するよう構成してもよい。この場合、B1分布を実測してRFシムパラメータを決定する。そして、実測したB1分布から算出したRFシムパラメータと、シムDB300に登録されている同条件のRFシムパラメータとを比較し、エコー信号計測時に用いるRFシムパラメータを決定する。このとき、実測結果から算出したRFシムパラメータを使用するRFシムパラメータと決定した場合、当該RFシムパラメータをシムDB300に新たに登録する。

この場合、シムパラメータ決定部220は、図12に示すように、第一の実施形態の変形例の構成に加え、受付部226を備える。また、シムDB更新部225の処理が異なり、シムDB300には、RFシムパラメータ算出の元となるB1分布も併せて登録される。

［シムパラメータ決定部］
本変形例のシムパラメータ決定部220は、算出したRFシムパラメータ(Spc)と、シムDB300から抽出したRFシムパラメータ(Spd)とを比較し、両者の差異が、予め定めた閾値未満である場合、算出したRFシムパラメータ(Spc)を、計測に使用するRFシムパラメータと決定する。

一方、差が閾値以上である場合、算出したRFシムパラメータ(Spc)の適否をユーザに仰ぎ、適切と判断された場合、算出したRFシムパラメータ(Spc)を、計測に使用するRFシムパラメータと決定する。

差が閾値以上であり、かつ、算出したRFシムパラメータ(Spc)が不適切であるとユーザが判断した場合、シムDB300から抽出したRFシムパラメータ(Spd)の適否をユーザに仰ぐ。そして、これが適切と判断された場合、抽出したRFシムパラメータ(Spd)を、計測に使用するRFシムパラメータと決定する。

なお、いずれのRFシムパラメータも不適切と判断された場合、再度、B1分布を算出し直す。あるいは、RFシムパラメータの初期値を使用してもよい。いずれにするかは、ユーザからの指示を受け付けて決定する。なお、いずれにするかを予め定めておいてもよい。

B1分布を再算出する際は、被検体101の体の向き、身長体重、計測部位等、誤った設定がなされている可能性があるため、これらを再確認し、誤りがあった場合は修正してから行う。また、B1算出時の条件を変更して再算出する、あるいは、異なるB1算出手法を用いて再算出する等してもよい。

シムパラメータ決定部220は、当該RFシムパラメータを用いた場合のB1分布をユーザに提示することにより、RFシムパラメータの適否の判断を仰ぐ。

また、差の算出は、チャンネル毎に、強度、位相毎に行う。そして、差の絶対値の一つでも閾値以上となるものがある場合、「差が閾値以上」と判別する。また、判別に用いる閾値は、当該RFシムパラメータの3σ内など、部位毎に予め決めておく。

［受付部］
本変形例の受付部226は、B1分布をユーザに提示し、ユーザから適切か否かの指示を受け付ける。

受付部226は、B1分布算出部223が算出したRFシムパラメータ(Spc)とシムパラメータ抽出部222が抽出したRFシムパラメータ(Spd)との差が、予め定めた閾値以上である場合、算出したRFシムパラメータ(Spc)を用いた場合のB1分布(算出分布)をユーザに提示する。そして、ユーザから、そのB1分布の適否を受け付ける。

本変形例では、表示装置173に、B1分布を表示することにより、ユーザに提示する。提示の際の表示画面400例を図14(a)および図14(b)に示す。本図に示すように、表示画面400は、B1分布を表示する表示領域410と、ユーザから適否の指示を受け付ける指示受付領域420とを備える。

例えば、図14(a)に示すように、提示されたB1分布の均一度が不十分な場合、ユーザは、NGボタンを押下し、不適切であるとの指示を行う。一方、図14(b)に示すように、提示されたB1分布の均一度が十分である場合、ユーザはOKボタンを押下し、適切であるとの指示を行う。

また、本変形例では、受付部226は、算出されたB1分布(算出分布)が不適切と判別された場合、シムDB300から抽出したRFシムパラメータ(Spd)の算出の元となったB1分布(登録分布)をユーザに提示し、その適否を受け付ける。

なお、算出したRFシムパラメータ(Spc)を用いた場合のB1分布(算出分布)は、B1分布算出部223が算出する。

また、図12に示すように、B1均一度算出部227をさらに備えてもよい。B1均一度算出部227は、算出されたB1分布(算出分布)からB1分布の均一度を示す指標を算出する。指標には、分散、標準偏差といった各種の統計値を用いることができる。

この場合、受付部226は、B1分布の表示とともに、B1分布の均一度を示す指標をユーザに提示する。

［シムDB更新部］
本変形例のシムDB更新部225は、算出されたRFシムパラメータ(Spc)とシムパラメータ抽出部222が抽出したRFシムパラメータ(Spd)との差が、予め定めた閾値未満の場合、算出されたRFシムパラメータ(Spc)を、変化量算出部221が算出した変位量に対応づけて、シムDB300に登録する。

また、本変形例のシムDB更新部225は、上記差が、閾値以上の場合であっても、算出されたRFシムパラメータ(Spc)が適切であるとユーザから指示を受け付けた場合、算出されたRFシムパラメータ(Spc)を、変化量算出部221が算出した変位量に対応づけて、シムDB300に登録する。

なお、シムDB300にRFシムパラメータ(Spc)を登録する際、変化量算出部221が算出した変化量と同一の変化量に対応づけられたRFシムパラメータが既に登録されている場合、上書きする。あるいは、新たに算出された方を破棄してもよい。また、RFシムパラメータの精度向上に役立てるため、検討用のデータとして、別途保存してもよい。

［RFシムパラメータ決定処理］
本変形例のシムパラメータ決定部220によるRFシムパラメータ決定処理の流れを説明する。図15は、本変形例のRFシムパラメータ決定処理の処理フローである。

変化量算出部221は、変位量を算出する(ステップS2101)。

B1分布算出部223は、撮像条件として設定されたRFシムパラメータ(初期値)を用い、B1分布を算出する(ステップS2102)。

シムパラメータ算出部224は、算出されたB1分布に基づき、RFシムパラメータ(Spc)を算出する(ステップS2103)。

また、シムパラメータ抽出部222は、ステップS2101で算出された変位量に対応づけてシムDB300に登録されているRFシムパラメータ(Spd)を抽出する(ステップS2104)。なお、本処理は、ステップS2101から次のステップS2105の間であれば、どのタイミングで行ってもよい。

シムパラメータ決定部220は、算出されたRFシムパラメータ(Spc)と抽出されたRFシムパラメータ(Spd)との差を算出し、両者の差の絶対値が、予め定めた閾値以上であるか否かを判別する(ステップS2105)。

閾値未満であれば、シムDB更新部225は、算出されたRFシムパラメータ(Spc)を、ステップS2101で算出された変位量に対応づけて、シムDB300に登録する(ステップS2106)。そして、シムパラメータ決定部220は、算出されたRFシムパラメータ(Spc)を、計測に用いるRFシムパラメータと決定し(ステップS2107)、処理を終了する。

一方、ステップS2105において、差が閾値以上である場合、受付部226は、ステップS2103で算出したRFシムパラメータ(Spc)を用いた場合のB1分布をユーザに提示し(ステップS2108)、適否の指示を受け付ける(ステップS2109)。
ここで、適切との指示を受け付けた場合、ステップS2106へ移行する。

一方、ステップS2109で、不適切との指示を受け付けた場合、受付部226は、ステップS2104で抽出したRFシムパラメータ(Spd)に対応づけてシムDB300に登録されているB1分布をユーザに提示し(ステップS2110)、適否の指示を受け付ける(ステップS2111)。

ステップS2111で、適切との指示を受け付けた場合、シムパラメータ決定部220は、ステップS2104で抽出したRFシムパラメータ(Spd)を、計測に用いるRFシムパラメータと決定し(ステップS2112)、処理を終了する。

ステップS2111で、不適切との指示を受け付けた場合、シムパラメータ決定部220は、ステップS2102へ戻り、B1分布を再算出し、処理を繰り返す。なお、上述のように、予め、初期値を用いると決定されている場合、シムパラメータの初期値を使用するものと決定し、処理を終了する。さらに、ユーザがいずれにするかを選択する場合、受付部226は、ユーザからの指示を受け、シムパラメータ決定部220は、指示に応じて、ステップS2102へ戻る、あるいは、初期値を使用するものと決定する。

このように、本変形例のシムパラメータ決定部220は、変形例その2同様、高周波磁場分布算出部223と、シムパラメータ算出部224と、シムデータベース更新部(DB更新部)225と、をさらに備える。前記シムデータベース更新部225は、前記算出されたRFシムパラメータと前記シムパラメータ抽出部が抽出したRFシムパラメータとの差が、予め定めた閾値未満の場合、前記算出されたRFシムパラメータを、前記シムデータベース300に登録する。

前記シムパラメータ決定部220は、高周波磁場分布をユーザに提示し、ユーザから適切か否かの指示を受け付ける受付部226をさらに備え、前記受付部226は、前記算出されたRFシムパラメータと前記シムパラメータ抽出部222が抽出したRFシムパラメータとの差が、予め定めた閾値以上である場合、前記算出されたRFシムパラメータを用いた場合の高周波磁場分布(算出分布)をユーザに提示し、前記シムデータベース更新部225は、前記提示された高周波磁場分布(算出分布)が適切であるとユーザから指示を受け付けた場合、前記算出されたRFシムパラメータを、前記シムデータベース300に登録してもよい。

前記シムデータベース300には、前記RFシムパラメータに対応づけて、当該RFシムパラメータを用いた場合の高周波磁場分布である登録分布が登録され、前記受付部226は、前記提示された高周波磁場分布(算出分布)が不適切であるとユーザから指示を受け付けた場合、前記抽出したRFシムパラメータに対応づけて前記シムデータベースに登録される前記登録分布をユーザに提示してもよい。

このように、本変形例によれば、より適切なRFシムパラメータを計測に用いることができる。さらに、B1分布を算出し、決定したRFシムパラメータが不正な値であった場合でも、本撮像を実施する前にRFシムパラメータの修正を行うことができ、本撮像のやり直しを防ぐことができる。

＜変形例その4＞
なお、上記各実施形態では、シムDB300には、RFシムパラメータが、送信コイル151のチャンネル数だけ登録される。しかしながら、シムDB300に登録されるRFシムパラメータは、これに限定されない。

例えば、複数の異なるチャンネル数毎のRFシムパラメータを保持するよう構成してもよい。例えば、2チャンネル構成の場合のRFシムパラメータと、4チャンネル構成の場合のRFシムパラメータとを保持する。すなわち、シムDB300には、チャンネル数毎に、RFシムパラメータが登録されていてもよい。

この場合、シムパラメータ抽出部222は、基本的に、撮像時に用いられる構成のチャンネル数に対応づけて登録されるRFシムパラメータを抽出し、計測に用いるRFシムパラメータとする。

しかしながら、用いるチャンネル数より少ないチャンネル数に対応づけて登録されるRFシムパラメータを用いてもよい。例えば、撮像時に用いる送信コイル151が4チャンネル構成である場合、2チャンネル構成用に登録されたRFシムパラメータを用い、2つのチャンネルに同じRFシムパラメータを与えるよう構成してもよい。

この場合、例えば、MRI装置100は、抽出したRFシムパラメータを用いて高周波磁場を照射した場合の高周波磁場分布の均一度を算出する均一度算出部227をさらに備える。

シムパラメータ抽出部222は、シムDB300から、2チャンネル用のRFパラメータと4チャンネル用のRFパラメータとを抽出する。そして、均一度算出部は、2チャンネル用のRFパラメータを用いた場合の均一度と、4チャンネル用のRFパラメータを用いた場合の均一度とをそれぞれ算出する。

シムパラメータ決定部220は、より均一度の高い方のRFパラメータを、計測に用いるRFパラメータと決定する。そして、計測制御部210は、算出した均一度の高い方の前記RFパラメータを用いる。

なお、本変形例は、上記変形例その3の、シムDB300から抽出したRFシムパラメータの適否を判別する際に用いてもよい。

＜変形例その5＞
さらに、上記各実施形態において、静磁場不均一の低減にもデータベースを利用するよう構成してもよい。

静磁場分布(B0分布)の不均一を低減する手法として、シムコイルを用い、当該シムコイルに流す電流のパラメータ(B0シムパラメータ)を調整するB0シミングとよばれるものがある。

［MRI装置］
この場合のMRI装置100の、静磁場発生系120の構成を図16に示す。本図に示すように、静磁場発生系120は、与えられた静磁場シムパラメータ(B0シムパラメータ)に従って、静磁場の不均一を調整するシムコイル121と、当該シムコイル121に電流を供給するシム電源122と、をさらに備える。

シム電源122は、制御処理系170からの指示に従って、シーケンサ140を介して、シムコイル121に電流を供給する。

本変形例のシムDB300は、被検体101の基準状態からの変化量に対応づけて、B0シムパラメータが登録される。

また、シムパラメータ抽出部222は、変化量に最も近い値に対応づけてシムDB300に保持されるB0シムパラメータをさらに抽出し、計測制御部210は、抽出したB0シムパラメータも用いてエコー信号を計測する。

基準状態からの変化量には、上記各実施形態の変化量を用いることができる。また、B0不均一の是正範囲は、上記変形例同様、一部の領域500であってもよい。また、上記変形例同様、より少ないチャンネル数に対応づけられてシムDB300に登録されているB0シムパラメータを用いてもよい。

また、B0シムパラメータについても、上記変形例その1同様、シムDB300に適切な値が登録されていない場合、B0分布を実測し、それに基づきB0シムパラメータを算出し、シムDB300を更新するよう構成してもよい。

さらに、上記変形例その2同様、実測したB0分布から得たB0シムパラメータとシムDB300に登録されているB0シムパラメータとを比較し、撮像時に用いるB0シムパラメータを決定するよう構成してもよい。

このように、本変形例のMRI装置100は、与えられた静磁場シムパラメータに従って、前記静磁場の不均一を調整するシムコイル121をさらに備え、前記シムデータベース300には、前記変化量に対応づけて、前記静磁場シムパラメータが登録され、前記シムパラメータ抽出部222は、前記変化量に最も近い値に対応づけて前記シムデータベース300に保持される前記静磁場シムパラメータをさらに抽出し、前記計測制御部210は、前記静磁場シムパラメータも用いて前記エコー信号を計測する。

従って、本変形例によれば、たとえ被検体101が、基準状態から変化した態様で配置されたとしても、計測毎にB0分布の算出をすることなく、B0シムパラメータを得ることができる。従って、高速に、高精度なB0シミングを実現できる。

また、本発明の実施形態は、上述した各実施形態および変形例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の追加・変更等が可能である。

100 MRI装置、101 被検体、120 静磁場発生系、121 シムコイル、122 シム電源、130 傾斜磁場発生系、131 傾斜磁場コイル、132 傾斜磁場電源、140 シーケンサ、150 送信系、151 送信コイル、152 高周波発振器(シンセサイザ)、153 変調器、154 高周波増幅器、160 受信系、161 受信コイル、162 信号増幅器、163 直交位相検波器、164 A／D変換器、170 制御処理系、171 CPU、172 記憶装置、173 表示装置、174 入力装置、210 計測制御部、220 シムパラメータ決定部、221 変化量算出部、222 シムパラメータ抽出部、223 B1分布算出部、224 シムパラメータ算出部、225 シムDB更新部、226 受付部、227 B1均一度算出部、300 シムDB、311 変位量テーブル、311a：識別コード、311b 変位量、311c 計測部位、312 シム情報テーブル、312a：識別コード、312b RFシムパラメータ、321 拡大率テーブル、321a：識別コード、321b 拡大率、321c 身体データ、322 シム情報テーブル、322a：識別コード、322b RFシムパラメータ、323 シム情報テーブル、323a：識別コード、323b：識別コード、323c RFシムパラメータ、332 シム情報テーブル、342 シム情報テーブル、342a 識別コード、342b RFシムパラメータ、400 表示画面、410 表示領域、420 指示受付領域、500 均一化領域

Claims (1)

1. 静磁場中に配置された被検体へ、予め定めた高周波磁場シムパラメータで特定される高周波磁場パルスを照射する、複数のチャンネルを有する送信コイルと、
   前記各チャンネルから照射する高周波磁場パルスの高周波磁場シムパラメータを決定するシムパラメータ決定部と、
   前記シムパラメータ決定部で決定した高周波磁場シムパラメータを用いて前記被検体から発生するエコー信号を計測する計測制御部と、を備え、
   前記シムパラメータ決定部は、
   前記被検体の所定領域の予め定めた基準状態との変化量に対応づけて、前記各チャンネルから照射する前記高周波磁場パルスの前記高周波磁場シムパラメータが登録されているシムデータベースと、
   前記被検体の所定領域の変化量を算出する変化量算出部と、
   前記算出した変化量に最も近い値に対応づけて前記シムデータベースに登録されている前記高周波磁場シムパラメータを抽出するシムパラメータ抽出部と、を備え、
   前記シムデータベースは、チャンネル数毎に、前記高周波磁場シムパラメータが登録され、
   前記シムパラメータ決定部は、前記高周波磁場シムパラメータを用いて前記高周波磁場パルスを照射した場合の高周波磁場分布の均一度を算出する均一度算出部をさらに備え、
   前記チャンネル数は4であり、
   前記シムデータベースは、2チャンネル用の高周波磁場シムパラメータと4チャンネル用の高周波磁場シムパラメータとを備え、
   前記シムパラメータ抽出部は、前記2チャンネル用の前記高周波磁場シムパラメータと4チャンネル用の前記高周波磁場シムパラメータとを抽出し、
   前記均一度算出部は、前記2チャンネル用の高周波磁場シムパラメータを用いた場合の前記均一度と、前記4チャンネル用の高周波磁場シムパラメータを用いた場合の前記均一度とをそれぞれ算出し、
   前記シムパラメータ決定部は、算出した均一度の高い方の前記高周波磁場シムパラメータを計測に用いる高周波磁場シムパラメータと決定すること
   を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

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