JP6592353B2 - Magnetic resonance imaging apparatus, pulse sequence generation program, pulse sequence generation method, and pulse sequence generation apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、磁気共鳴イメージング(以下、「MRI」という)装置に関し、特にパルスシーケンスを編集する機能を備えた装置に関する。 The present invention relates to a magnetic resonance imaging (hereinafter referred to as “MRI”) apparatus, and more particularly to an apparatus having a function of editing a pulse sequence.
MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するNMR(核磁気共鳴)信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化する装置である。撮影時には、被検体に、所望の領域の原子核スピンを励起するため高周波磁場パルスが照射されると同時に領域選択のための傾斜磁場が印加され、発生されたNMR信号に位相エンコードおよび周波数エンコードを付与するために、異なる方向の傾斜磁場パルスが所定のタイミングで繰り返し印加される等し、時系列データとしてNMR信号が計測される。この他にも、撮影方法によって種々の傾斜磁場が所定のタイミングで印加される。高周波磁場パルスと傾斜磁場パルスを印加する方向、タイミング、波形は、撮像方法および撮像条件ごとに、所定のパルスシーケンスで表される。MRI装置は、パルスシーケンスにしたがって、高周波磁場パルスおよび傾斜磁場パルスを被検体に印加する。パルスシーケンスを実行することにより計測されたNMR信号は、2次元又は3次元フーリエ変換されることにより画像に再構成される。 An MRI apparatus measures an NMR (nuclear magnetic resonance) signal generated by a nuclear spin constituting a subject, particularly a human tissue, and two-dimensionally or three-dimensionally describes the form and function of the head, abdomen, limbs, and the like. It is a device that automatically images. At the time of imaging, the subject is irradiated with a high-frequency magnetic field pulse to excite nuclear spins in a desired region, and at the same time a gradient magnetic field is applied to select the region, and phase encoding and frequency encoding are applied to the generated NMR signal. In order to do this, gradient magnetic field pulses in different directions are repeatedly applied at a predetermined timing, and NMR signals are measured as time-series data. In addition, various gradient magnetic fields are applied at a predetermined timing depending on the imaging method. The direction, timing, and waveform for applying the high-frequency magnetic field pulse and the gradient magnetic field pulse are represented by a predetermined pulse sequence for each imaging method and imaging condition. The MRI apparatus applies a high-frequency magnetic field pulse and a gradient magnetic field pulse to a subject according to a pulse sequence. The NMR signal measured by executing the pulse sequence is reconstructed into an image by two-dimensional or three-dimensional Fourier transform.
一般的に、MRI装置の記憶部には、スピンエコー法等の代表的な複数種類のシーケンスが予め格納されており、使用者がその中の1つを選択することにより、撮影に用いるパルスシーケンスが設定される。また、特許文献1、2および非特許文献1には、パルスシーケンスを使用者が任意に変更する技術が開示されている。
Generally, a plurality of typical sequences such as a spin echo method are stored in advance in the storage unit of the MRI apparatus, and a pulse sequence used for imaging is selected by the user selecting one of them. Is set.
パルスシーケンスは、高周波磁場パルスおよび傾斜磁場パルスの印加タイミングや印加量を厳密に制御する必要があり、例えば以下のような条件がある。(1)スライス(Slice)選択用傾斜磁場パルス印加中は、位相エンコード(Phase)用および周波数エンコード(Freq)用に傾斜磁場パルスを印加しないなど、MRI理論にそった制約がある。(2)繰り返し時間(TR)やエコー時間(TE)といった撮像条件によって、高周波磁場パルスおよび傾斜磁場パルスの印加タイミングが変化する。(3)リフェーズ(Rephase)機能やEPI(エコプラナー)機能を併用すると高周波磁場パルスおよび傾斜磁場パルスが複雑に変化する。(4)傾斜磁場パルスを発生する傾斜磁場コイルや電源のハードウェア規模の低減、ならびに、dB/dt(単位時間あたりの傾斜磁場の変動)の低減のために、傾斜磁場パルスは、低強度かつ低スリューレート(slew rate:最大傾斜磁場強度/立ち上がり時間)で作成することが望ましい。 In the pulse sequence, it is necessary to strictly control the application timing and application amount of the high-frequency magnetic field pulse and the gradient magnetic field pulse. For example, there are the following conditions. (1) During application of a gradient magnetic field pulse for slice selection, there is a restriction according to the MRI theory, such as no application of a gradient magnetic field pulse for phase encoding (Phase) and frequency encoding (Freq). (2) The application timing of the high-frequency magnetic field pulse and the gradient magnetic field pulse changes depending on the imaging conditions such as the repetition time (TR) and the echo time (TE). (3) When the rephase function and EPI (ecoplanar) function are used in combination, the high-frequency magnetic field pulse and the gradient magnetic field pulse change in a complicated manner. (4) In order to reduce the hardware scale of the gradient coil and power source that generate the gradient magnetic field pulse, and to reduce dB / dt (fluctuation of gradient magnetic field per unit time), the gradient magnetic field pulse has a low intensity and It is desirable to create at a low slew rate (maximum gradient magnetic field strength / rise time).
そのため、新たなパルスシーケンスを作成しようとすると、上記条件を含めて種々の条件を考慮する必要があるために、パルスシーケンスの技術を深く理解することが必要であり、使用者がパルスシーケンスを生成することは困難である。 Therefore, when trying to create a new pulse sequence, it is necessary to consider various conditions including the above conditions, so it is necessary to have a deep understanding of pulse sequence technology, and the user generates a pulse sequence. It is difficult to do.
上述の先行技術文献に記載されている技術は、ある特定の撮像条件に特化したパルスシーケンスを変更する技術であり、撮像条件によるパルスの複雑な変化や、低スリューレートでの実行に関して、配慮がされていなかった。 The technique described in the above-mentioned prior art document is a technique for changing a pulse sequence specialized for a specific imaging condition, and regarding the complicated change of the pulse due to the imaging condition and execution at a low slew rate, There was no consideration.
本発明の目的は、撮像条件を設定することによって、容易にパルスシーケンスを生成することのできるパルスシーケンス生成装置を備えたMRI装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an MRI apparatus including a pulse sequence generation device that can easily generate a pulse sequence by setting imaging conditions.
上記目的を達成するために、本発明のMRI装置は、複数の撮像パラメータについてそれぞれ撮像条件の入力を受け付ける受け付け部と、レイヤー記憶部と、シーケンスレイアウト計算部とを有する。レイヤー記憶部は、複数の撮像パラメータのうち少なくとも一つの撮像パラメータに入力可能な複数の撮像条件と、予め定めた優先順位が付与された複数のレイヤーとの関係を記憶する。複数のレイヤーには、1以上の高周波磁場または傾斜磁場のパルスが、所定の印加タイミングおよび所定の印加軸を示す位置に予め配置されている。シーケンスレイアウト計算部は、受け付け部が受け付けた撮像条件に対応する1以上のレイヤーをレイヤー記憶部の前述の関係に基づいて選択し、選択したレイヤーを、優先順位に従って重畳する。複数のレイヤーで印加タイミングおよび印加軸が重なる複数のパルスがある場合、優先順位の高い方のレイヤーに配置されているパルスを選択する。これにより、複数の印加軸について印加タイミングにおけるパルスの配置を示すパルスシーケンスを生成する。 In order to achieve the above object, the MRI apparatus of the present invention includes a receiving unit that receives input of imaging conditions for each of a plurality of imaging parameters, a layer storage unit, and a sequence layout calculation unit. The layer storage unit stores a relationship between a plurality of imaging conditions that can be input to at least one imaging parameter among the plurality of imaging parameters and a plurality of layers to which a predetermined priority order is assigned. In the plurality of layers, one or more high-frequency magnetic field or gradient magnetic field pulses are arranged in advance at positions indicating a predetermined application timing and a predetermined application axis. The sequence layout calculation unit selects one or more layers corresponding to the imaging conditions received by the reception unit based on the above-described relationship of the layer storage unit, and superimposes the selected layers according to the priority order. When there are a plurality of pulses whose application timings and application axes overlap in a plurality of layers, the pulse arranged in the higher priority layer is selected. As a result, a pulse sequence indicating the arrangement of pulses at the application timing for a plurality of application axes is generated.
本発明によれば、撮像条件を設定することによって、容易にパルスシーケンスを生成することの可能なMRI装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an MRI apparatus capable of easily generating a pulse sequence by setting imaging conditions.
本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明のMRI装置は、図1に示す構成のパルスシーケンス生成装置210を内蔵している。パルスシーケンス生成装置210は、図2に示すような複数の撮像パラメータについて、それぞれ撮像条件の入力を使用者から操作部25等を介して受け付ける受け付け部202と、レイヤー記憶部31と、シーケンスレイアウト計算部34とを備えて構成される。
The MRI apparatus of the present invention incorporates a pulse
レイヤー記憶部31には、図3、図4のようなレイヤー212、213等が複数格納されている。複数のレイヤー212、213等には、予め定めた優先順位が付与されている。また、レイヤー記憶部31には、図5、図6のように複数の撮像パラメータのうち少なくとも一つの撮像パラメータ(例えばシーケンスの種類)に入力可能な複数の撮像条件(例えば、GE(グラディエントエコー)、EPI(エコプラナー)、SE(スピンエコー)等)と、複数の撮像条件に対応する1以上のレイヤーとの関係(レイヤーテーブル53)が記憶されている。
The
複数のレイヤー212,213等には、図3、図4のように1以上の高周波磁場パルス94または傾斜磁場パルス95,97、99、101、103、105、107、143,144が、所定の印加タイミングおよび所定の印加軸を示す位置に予め配置されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, one or more high-frequency
シーケンスレイアウト計算部31は、受け付け部202が受け付けた撮像条件(例えば、GE、EPI、SE等)に対応する1以上のレイヤー212,213等を上述の関係(レイヤーテーブル53)に基づいて選択する。そして、選択したレイヤー212,213を、優先順位に従って重畳する。複数のレイヤー212,213で印加タイミングおよび印加軸が重なるパルス(例えば傾斜磁場パルス106と144)がある場合、優先順位の高い方のレイヤー(例えば213)に配置されているパルス(例えばパルス144)を選択する。これにより、複数の印加軸および複数の印加タイミングにおけるパルスの配置を示すパルスシーケンスを生成することができる。
The sequence
本発明の構成では、予め複数のレイヤー212、213等にそれぞれ1以上のパルス(高周波磁場パルス94や傾斜磁場パルス95,97、99、101、103、105、106、107、142、143,144)を配置した状態で用意し、それぞれのレイヤーと、撮像条件(例えば、シーケンス、GE,EPI等)との関係(テーブル53)を定めておくことにより、使用者は、パルスシーケンスの設計に必要とされる複雑な条件を知らなくても、撮像条件を選択するだけで、必要なレイヤーが選択され、選択したレイヤーが重畳されることにより、パルスシーケンスを容易に生成することができる。
In the configuration of the present invention, one or more pulses (high-frequency
また、複数のレイヤー212,213等には、それぞれ、縦軸および横軸の一方(例えば横軸)が時間方向の区間(例えば、区間名:励起(Excitation)、リフォーカス(Refocus)、位相エンコード(P.Encode)、周波数エンコード(F.Encode)、クラッシャー(Crusher))を、他方(例えば縦軸)が印加軸の種類(例えば、励起/読み出し(RF/AD)、スライス方向(Gs)、位相エンコード方向(Gp)、周波数エンコード方向(Gf))を示す2次元マトリクスが所定の行数および列数により搭載されている構成とすることが望ましい。2次元マトリクスを構成する複数のセルのうち1以上には、上述した高周波磁場パルス94または傾斜磁場パルス95,97、99、101、103、105、106、107、142、143、144等が予め配置されている。
In addition, in each of the plurality of
シーケンスレイアウト計算部34は、撮像条件に応じて、上記関係(レイヤーテーブル53)に基づいて選択したレイヤー212,213を重畳する際に、2次元マトリクスが重なり合うように重畳する。重なり合うセルに複数のパルスがある場合(例えば、セル214)、優先順位の高い方のレイヤー213のセル214のパルス144を選択する。
The sequence
また、シーケンスレイアウト計算部34は、レイヤー212、213に配置される高周波磁場パルス94や傾斜磁場パルス95等の波形を、受け付け部202が受け付けた撮像条件を用いて設定することも可能である。例えば、パルス94、95等の波形を、図7および図8のように、予め定めておいたパルスリスト内の予め定めておいた波形と中心位置の設定方法により、受け付けた撮像条件の値等に基づいて設定することも可能である。
In addition, the sequence
また、シーケンスレイアウト計算部34は、受け付け部202を介して、使用者によってパルスが配置された新規レイヤーの追加を受け付けることも可能である。この場合、受け付けた新規レイヤーを最も優先順位が高いレイヤーとすることにより、使用者が追加したパルスを採用したパルスシーケンスを生成できる。
In addition, the sequence
また、シーケンスレイアウト計算部34は、受け付け部202を介して、レイヤー212,213等に予め配置されたパルス94,95等の変更または追加を使用者から受け付けることも可能である。この場合、レイヤー記憶部31に記憶されたレイヤー212,213を、パルスを変更または追加後のレイヤーに更新する。
In addition, the sequence
さらに、シーケンスレイアウト計算部34は、受け付け部202を介して、パルス94,95等の波形の変更を使用者から受け付けることも可能である。この場合、レイヤー記憶部31に記憶されたレイヤー212,213等の波形は、変更された波形に更新する。
Furthermore, the sequence
レイヤーに搭載する2次元マトリクスの行数および列数は、撮像パラメータに設定されたシーケンスに応じて予め定めておくように構成することも可能である。 The number of rows and the number of columns of the two-dimensional matrix mounted on the layer may be determined in advance according to the sequence set in the imaging parameter.
また、シーケンスレイアウト計算部34が生成したパルスシーケンスのパルスの時間幅を、撮像パラメータとして入力された繰り返し時間TRに応じて設定するシーケンスパターン計算部35をさらに有する構成とすることも可能である。
In addition, it is possible to further include a sequence
また、生成したパルスシーケンスのパルスの一部の波形を、立ち上がり勾配を低下させる最適化処理を行う最適化シーケンス計算部36をさらに有する構成とすることも可能である。
Moreover, it is also possible to have a configuration further including an optimization
以下、添付図面に従って本実施形態のMRI装置についてさらに詳しく説明する。なお、発明の実施形態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け、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, the MRI apparatus of this embodiment will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments of the invention, and the repetitive description thereof is omitted.
最初に、本発明に係るMRI装置の一例の全体構成の概要を図9に基づいて説明する。このMRI装置は、NMR現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、図9に示すように、静磁場発生系2と、傾斜磁場発生系3と、送信系5と、受信系6と、信号処理系7と、シーケンサ4と、中央処理装置(CPU)8とを備えて構成される。
First, an outline of the overall configuration of an example of the MRI apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. This MRI apparatus uses a NMR phenomenon to obtain a tomographic image of a subject. As shown in FIG. 9, a static magnetic
静磁場発生系2は、垂直磁場方式であれば、被検体1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。静磁場発生系は、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、静磁場発生源により、上記均一磁場を発生させる。
The static magnetic
傾斜磁場発生系3は、MRI装置の座標系(静止座標系)であるX,Y,Zの3軸方向に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイル9と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源10とを有し、後述のシ−ケンサ4からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源10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。撮影時には、スライス面(撮影断面)に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルス(Gs)を印加して被検体1に対するスライス面を設定し、そのスライス面に直交して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(Gp)と周波数エンコード方向傾斜磁場パルス(Gf)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。
The gradient magnetic
シーケンサ4は、高周波磁場パルス(以下、「RFパルス」という)と傾斜磁場パルスをある所定のパルスシーケンスで被検体1に繰り返し印加する制御を行う。シーケンサ4は、CPU8の制御で動作し、被検体1の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系5、傾斜磁場発生系3、および受信系6に送ることにより、パルスシーケンスを実行させる制御を行う。
The
送信系5は、被検体1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1にRFパルスを照射する。送信系5は、高周波発振器11と変調器12と高周波増幅器13と送信側の高周波コイル(送信コイル)14aとを備えている。高周波発振器11は、シーケンサ4からの指令によるタイミングでRFパルス信号を発生する。RFパルス信号は、変調器12により振幅変調され、この振幅変調されたRFパルス信号を高周波増幅器13で増幅した後に被検体1に近接して配置された高周波コイル14aに供給することにより、RFパルスが被検体1に照射される。
The
受信系6は、被検体1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エコー信号(NMR信号)を検出するものあり、受信側の高周波コイル(受信コイル)14bと信号増幅器15と直交位相検波器16と、A/D変換器17とを備えている。送信側の高周波コイル14aから照射されたRFパルスによって励起された被検体1が発するNMR信号は、被検体1に近接して配置された高周波コイル14bによって検出され、信号増幅器15で増幅された後、シーケンサ4からの指令によるタイミングで直交位相検波器16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17でディジタル量に変換されて、信号処理系7に送られる。
The receiving
信号処理系7は、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等を行うものであり、光ディスク19、磁気ディスク18等の外部記憶装置と、CRT等からなるディスプレイ20とを有する。受信系6からのデータがCPU8に入力されると、CPU8が信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体1の断層画像をディスプレイ20に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク18等に記録する。
The signal processing system 7 performs various data processing and display and storage of processing results, and has an external storage device such as an
操作部25は、MRI装置の各種制御情報や上記信号処理系7で行う処理の制御情報を入力するものであり、トラックボール又はマウス23、及び、キーボード24等を備えて構成される。この操作部25はディスプレイ20に近接して配置され、使用者はディスプレイ20を見ながら操作部25を通してインタラクティブにMRI装置の各種処理を制御する。
The
なお、図9において、送信側の高周波コイル14aと傾斜磁場コイル9は、被検体1が挿入される静磁場発生系2の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体1に対向して、水平磁場方式であれば被検体1を取り囲むようにして設置されている。また、受信側の高周波コイル14bは、被検体1に対向して、或いは取り囲むように設置されている。
In FIG. 9, the high-
現在MRI装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核(プロトン)である。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2次元もしくは3次元的に撮像する。 At present, the radionuclide to be imaged by the MRI apparatus is a hydrogen nucleus (proton) which is a main constituent material of the subject as widely used clinically. Information on the spatial distribution of the proton density and the spatial distribution of the relaxation time of the excited state is imaged, thereby imaging the form or function of the human head, abdomen, limbs, etc. two-dimensionally or three-dimensionally.
本発明のMRI装置は、図9のように、図1のパルスシーケンス生成装置210を内蔵している。具体的には、パルスシーケンス生成装置210は、ROM21に配置された、レイヤー記憶部31と、パルス記憶部32と、スキャンパラメータ記憶部33と、パルスシーケンス演算部201とを備えて構成される。パルスシーケンス演算部201は、図1のように、シーケンスレイアウト計算部34と、シーケンスパターン計算部35と、最適化シーケンス計算部36と、表示制御部37とを含む。パルスシーケンス演算部201の各部の機能は、CPU8がROM21に予め格納されたプログラムを読み込んで実行することによりソフトウエアによって実現される。また、シーケンスパターン計算部35と、最適化シーケンス計算部36と、表示制御部37の動作の一部または全部は、ASIC(application specific integrated circuit)やFPGA(field-programmable gate array)等のハードウエアにより実現することも可能である。
As shown in FIG. 9, the MRI apparatus of the present invention incorporates the
なお、以下の説明において、「撮像」を「スキャン」とも呼ぶ。 In the following description, “imaging” is also referred to as “scan”.
スキャンパラメータ記憶部33は撮像パラメータ(以下、スキャンパラメータと呼ぶ)の名称と値により構成されるテーブル(以下スキャンパラメータテーブル)41を記憶する。図2は、表示制御部37が、使用者からスキャンパラメータテーブルの値の入力を受け付けるためのスキャンパラメータ入力画面であり、領域41には、入力を受け付けるべきスキャンパラメータのパラメータ項目41aと、値入力のための領域41bとが各スキャンパラメータについて表示される。図2の例では、パラメータ項目として、撮像(スキャン)シーケンス(Sequence)、2次元撮像/3次元撮像の選択(2D/3D)、繰り返し時間(TR),エコー時間(TE),フリップ角(FA)、スライス枚数(スライス#)、周波数方向のサンプル数(Freq#)、エンコード方向のサンプル数(Phase#)、スライス厚(Thickness)が入力される。
The scan
また、スキャンパラメータ入力画面には、パラメータ追加ボタン42と、シーケンス編集ボタン43と、スタートボタン44と、クローズボタン45が表示される。ボタン42を押下することによって、領域41のスキャンパラメータ項目41aの最後尾に新たなスキャンパラメータ項目が追加できる。また、ボタン43によって新たな画面(図3のシーケンス編集画面)を表示することができる。また、スタートボタン44によって撮像が開始され、ボタン45によって画面が閉じられる。
In addition, a
また、図2は、スキャンパラメータ項目の一つのスキャンシーケンス(Sequence)として、グラディエントエコー(GE)シーケンスがパラメータとして入力され、2次元(2D)が選択され、TR=300msec、TE=16msec、FA=90度、スライス数(スライス#)が10、周波数方向のサンプル数(Freq#)およびエンコード方向のサンプル数(Phase#)は、それぞれ256であり、スライス厚(Thickness)が5mmである例を示す。以下の説明は、図2に示すスキャンパラメータテーブルに基づいて行う。 Also, FIG. 2 shows that a gradient echo (GE) sequence is input as a parameter as one scan sequence (Sequence) of a scan parameter item, two-dimensional (2D) is selected, TR = 300 msec, TE = 16 msec, FA = An example is shown in which 90 degrees, the number of slices (slice #) is 10, the number of samples in the frequency direction (Freq #) and the number of samples in the encoding direction (Phase #) are 256, and the slice thickness (Thickness) is 5 mm. . The following description will be made based on the scan parameter table shown in FIG.
レイヤー記憶部31は、レイヤーを特定するレイヤー名称(Layer)と、スキャンパラメータ(Condition)との関係を示すテーブル(以下レイヤーテーブル)を記憶する。図5および図6は、表示制御部37がディスプレイ20に表示させた画面であり、領域53には、レイヤーテーブルが表示されている。図6のレイヤーテーブルは、図5のレイヤーテーブルの下側の続きである。レイヤーは、レイヤーテーブルによって優先順位が付与され、下側にあるレイヤーほど優先順位が高い。レイヤーテーブルのスキャンパラメータとしては、スキャンパラメータ項目の一つ(例えば、スキャンシーケンス)または、2以上を組み合わせた条件が用いられる。レイヤーテーブルには、そのレイヤーに配置されるパルス(Object)の名称も記載されている。さらに、そのレイヤーおよびそのレイヤー以下のレイヤーに搭載されるマトリクスの行および列の数、名称ならびにそのレイヤーに記載されるシーケンスを実行する時間幅(Duration=TR/スライス数)の計算方法(Property)もレイヤーテーブルには記載されている。図5および図6のGE BasicレイヤーからEPI Rewindレイヤーまでの各レイヤーのマトリクスには、行方向には、励起/読み出し(RF/AD)、スライス方向(Gs)、位相エンコード方向(Gp)、周波数エンコード方向(Gf)の4行が、列方向には、励起(Excitation)、リフォーカス(Refocus)、位相エンコード(P.Encode)、周波数エンコード(F.Encode)、クラッシャー(Crusher)の5列が設定される。図6のFSE Basicレイヤー以下のレイヤーのマトリクスは、行方向は、上記と同様であるが、列方向は、リフォーカスと位相エンコードの間に、プリクラッシャー(Pre Crusher)および反転(Inversion)の列が挿入されている。
The
図5、図6の画面には、レイヤーテーブルを表示する領域53の他、ボタン51〜57が表示されている。ボタン51を押下することにより、レイヤーテーブルが表示される。ボタン52によって、後述の図5のパルスリスト画面に切り替わる。領域53のレイヤーテーブルの各要素は、使用者が編集できる。ボタン54によって、テーブルにおけるレイヤーの順序の繰り上げ(すなわち、優先順位の繰り下げ)、またはボタン55によってレイヤーの順序の繰り下げ(優先順位の繰り上げ)が可能である。また、ボタン56によって、使用者は、新規レイヤーをテーブルの最下段に追加することができる。ボタン57によって、変更や追加したテーブルのレイヤー記憶部31への保存が実施される。
In the screens of FIGS. 5 and 6, buttons 51 to 57 are displayed in addition to the area 53 for displaying the layer table. By pressing the button 51, a layer table is displayed. The
パルス記憶部32には、図5,図6のレイヤーテーブルのパルスの欄に記載された各パルスのマトリクス上の位置、ならびに、波形と中心位置の計算方法を示すテーブル(パルスリスト)が記憶されている。波形と中心位置は、スキャンパラメータの1以上の項目を用いて設定される。図7および図8は表示制御部37がディスプレイ20にパルスリストを表示させた画面であり、領域61にパルスリストが表示されている。パルスの位置は、行および列の組み合わせにより示されている。パルス波形は、予め格納されている複数の波形を設定する事項(高周波(RF)、台形(Trapezoid)、Sinc波形、振幅(Amp)、バンド幅(BW)、左右非対称比率(Asymmetry)等のうち1以上)と、パルスの中心時間等の印加タイミングを定める事項(パルスの中心時間(Center Time)等)とによって設定されている。パルスの中心時間は、ここでは、励起用のRFパルスの中心印加時間を時間0とする。なお、パルス波形を設定する事項の一部は、スキャンパラメータ(例えば、TE等)を用いて計算により定めることも可能である。
The
図7および図8の画面には、パルスリストの領域の他に、図5、図6の画面と同様のボタン51、52、ならびに、ボタン62〜65が表示されている。ボタン52によって、パルスリストが表示され、ボタン51を押下することにより、前述の図5および図6のレイヤーテーブルに切り替わる。領域61のパルスリストの各要素は、使用者が編集できる。ボタン62によってパルスの順序の繰り上げ、またはボタン63によってパルスの順序の繰り下げが可能である。ボタン64によって新規パルスを最下段に追加して作成することができる。また、ボタン65によって追加や変更されたパルスリストのパルス記憶部32への保存が実施される。
The screens of FIGS. 7 and 8
レイヤー記憶部31およびパルス記憶部32のレイヤーテーブルおよびパルスリストは、パルスシーケンスを作成する上で必要な種々の条件(例えば、(1)スライス(Slice)選択用傾斜磁場パルス印加中は、位相エンコード(Phase)および周波数エンコード(Freq)用の傾斜磁場パルスを印加しない、(2)繰り返し時間(TR)やエコー時間(TE)に応じて、高周波磁場パルスおよび傾斜磁場パルスの印加タイミングが変化させる、(3)リフェーズ(Rephase)機能やEPI(エコプラナー)機能を併用した場合、高周波磁場パルスおよび傾斜磁場パルスを変化させる等)を、一般的に使用されるシーケンスパターン(グラディエントエコー(GE)シーケンス、EPIなど)で実現されるように、複数のレイヤーに分けて搭載されるパルスおよびパルス波形や中心位置が予め設定されている。
The layer table and the pulse list of the
次に、パルスシーケンス生成装置210の動作について、図10、図11のフローチャートを用いて説明する。
Next, the operation of the pulse
<動作例1>
まず、シーケンスレイアウト計算部34は、図2に示すスキャンパラメータ入力画面を表示制御部37を介してディスプレイ20に表示させ、使用者から、スキャンパラメータの各項目の値の入力を操作部25および受け付け部202を介して、入力画面上で受け付ける(ステップ67)。
<Operation example 1>
First, the sequence
使用者が、スキャンパラメータ入力画面の「シーケンス編集」ボタン43を押下すると、CPU8は、シーケンスレイアウト計算部34を起動する(ステップ68)。
When the user presses the “sequence edit”
シーケンスレイアウト計算部34は、図5および図6のレイヤーテーブルを参照し、使用者から受け付けたスキャンパラメータの各項目の入力値の少なくとも一つと、レイヤーテーブルの「スキャンパラメータ(Condition)」の欄の記載内容とが一致する(満たす)レイヤーを、レイヤーテーブルに設定された順(優先順位の順)に抽出する(ステップ69)。
The sequence
抽出したレイヤーに対して、「レイヤーテーブルの行と列の名称・間隔(Property)」の欄に記載された内容の行と列のマトリクスを作成し、搭載する(ステップ70)。また、抽出したレイヤーごとにレイヤーテーブルの「パルス(Objects)」の欄に記載されているパルスを読み出し、読み出したパルスの波形と搭載位置(行と列)を図7および図8のパルスリストの各欄から読み出す。読み出したパルスの波形に対応する抽象的な波形の図形を予め定めた形状から選択し、マトリクス上の、読み出した行と列のセルにパルスを配置する(ステップ71)。これを抽出した各レイヤーについて繰り返す。これにより、マトリクス上の所定の位置に1以上のパルスが搭載された複数のレイヤーが、優先順位の順に積層された多層構造(以下シーケンスレイアウト)が作成される。 For the extracted layer, a matrix of rows and columns having the contents described in the column of “name and interval (Property) of row and column of layer table” is created and loaded (step 70). Further, for each extracted layer, the pulse described in the “pulse (Objects)” column of the layer table is read, and the waveform of the read pulse and the mounting position (row and column) are shown in the pulse list of FIG. 7 and FIG. Read from each column. An abstract waveform figure corresponding to the read pulse waveform is selected from predetermined shapes, and pulses are arranged in the read row and column cells on the matrix (step 71). This is repeated for each extracted layer. As a result, a multilayer structure (hereinafter referred to as a sequence layout) is created in which a plurality of layers having one or more pulses mounted at predetermined positions on the matrix are stacked in order of priority.
図2のスキャンパラメータ入力画面の入力値、および、図5、図6のレイヤーテーブルの場合について、さらに具体的に説明する。ステップ67において図2の入力画面のスキャンパラメータ入力値は、シーケンスがGE、2D/3Dが2D、TR=300msec、TE=16msec、FA=90°、Slice枚数=10、周波数エンコード方向サンプル数=256、位相エンコード方向サンプル数=256、スライス厚Tickness=5mmであり、このいずれかに図5および図6のスキャンパラメータテーブルのスキャンパラメータの欄の記載内容が一致する(満たす)のは、シーケンス「GE」が一致するGE Basicレイヤーのみであるので、シーケンスレイアウト計算部34は、このレイヤーを抽出する。
The input values on the scan parameter input screen of FIG. 2 and the case of the layer tables of FIGS. 5 and 6 will be described more specifically. In
図5のスキャンパラメータテーブルの「GE Basicレイヤー」の行の「行と列の名称・間隔(Property)」の欄に記載されている行は、RF/AD、Gs、Gp、Gfの4行であり、列はExcitation、Refocus、P.Encode、F.Encode、Crusherの5列であるので、シーケンスレイアウト計算部34は、4行×5列のマトリクスを作成し、GE Basicレイヤーに搭載する。
The rows listed in the “Row and column names / intervals (Property)” column in the “GE Basic layer” row of the scan parameter table in FIG. 5 are the four rows of RF / AD, Gs, Gp, and Gf. Yes, since there are five columns of Excitation, Refocus, P.Encode, F.Encode, and Crusher, the sequence
図5のスキャンパラメータテーブルの「GE Basicレイヤー」の行の「パルス」の欄に記載されているパルスは、RF Pulse、Slice Select、Spacer Excite Gp、Spacer Excite Gf、Freq Encode、Acq Command、Spacer Acq Gs、Spacer Acq Gp、Slice Refocus、Phase Encode、Freq Dephase、Slice Crusher、Phase Crusher、Freq Crusherの14個である。シーケンスレイアウト計算部34は、それぞれのパルス名称に対応するパルス波形および行と列を図7,図8のパルスリストの各欄から読み出し、それぞれパルス波形を選択し、読み出した行と列の位置のマトリクス上のセルに配置する。例えば、RF Pulseは、RF/ADの行、Excitationの列であり、マトリクスの1行目、1列目のセルに配置される。なお、本実施形態では、パルスを印加しない時間をspacerパルスとして、パルスリストに記載し、他のパルスの処理と同様に処理する。
The pulses described in the “pulse” column of the “GE Basic layer” row of the scan parameter table in FIG. 5 are RF Pulse, Slice Select, Spacer Excite Gp, Spacer Excite Gf, Freq Encode, Acq Command, Spacer Acq. There are 14 Gs, Spacer Acq Gp, Slice Refocus, Phase Encode, Freq Dephase, Slice Crusher, Phase Crusher, and Freq Crusher. The sequence
表示制御部37は、図3のシーケンス編集画面をディスプレイ20に表示する(ステップ72)。シーケンス編集画面の領域84は、ステップ69で抽出したレイヤーを示す領域であり、GE Basicレイヤー212を表示する。ペンのマーク85はGE Basicレイヤー212が編集されることを示す。文字列81は、編集対象となっているレイヤー名称を、領域82は、そのレイヤーのスキャンパラメータを表示する。ボタン86によって、そのレイヤー212の優先順位(順序)の繰り上げ、またはボタン87によってレイヤー212の順序の繰り下げ、ボタン88によって新規レイヤーを最下段(最優先位置)に作成、またはボタン89によって、編集結果(変更)の保存、ボタン90によって図5、図6のレイヤーテーブル画面を表示する。
The
また、表示制御部37は、図3のレイヤー212の行タイトル92にマトリクスの各行の名称を表示し、列タイトル93に各列の名称を表示する。表示制御部37は、マトリクスのセルに、ステップ71で生成したパルスの抽象的なパルス形状を、パルスが配置されたセルに表示する。例えばパルス94は、高周波磁場パルス(RF Pulse)であり、図7のパルスリストの「パルス波形と中心位置」の欄に高周波(Type=RF)、波形はSinc波形(Wave=Sinc)と設定されているので、Sinc波形のRF波を図3のセルに表示する。同様にしてパルス95は、Acq Command、Type=Acquisitionであるので、受信系の駆動時間を示す矩形波を表示する。同様に、パルス96は、スライス選択(Slice Select)、パルス97はスライス方向リフォーカス(Slice Refocus)、パルス99は、スライス方向クラッシャー(Slice Cruhser)、パルス103は、位相方向クラッシャー(Phase Crusher)、パルス105は、周波数エンコード方向ディフェイズ(Freq Dephase)、パルス106は、周波数エンコード(Freq Encode)、パルス107は、周波数エンコード方向クラッシャー(Freq Crusher)であり、それぞれ波形は台形(Type=Trapezoid)で印加領域面積(Area)または振幅(Amp)が、図7のパルスリストにおいて設定されているので、表示制御部37は傾斜磁場の印加方向の正負に合わせて、傾斜磁場の台形波をマトリクスのセルに表示する。パルス101は、位相エンコード(Phase Encode)であり、波形は台形(Type=Trapezoid)、印加領域面積は、Area = (Phase#[i] - Phase#/2) / (γ*FOV)である。Phase#[i] は、パルスシーケンスの位相エンコードにおける繰り返し回数Phase#のi回目のインデックスを示し、0からPhase#までインクリメントされる値であり、γは磁気回転比である。Areaは- Phase#/2 / (γ*FOV)からPhase#/2 / (γ*FOV)に変化する。よって、表示制御部37は、パルス101として正負の方向に傾斜磁場の台形波を示し、段階的に変化することを示す矢印を表示する。パルス98は、Spacer Acq Gs、パルス100はSpacer Excite Gp、パルス102はSpacer Acq Gf、パルス104はSpacer Excite Gfであり、Type=Spacerであり、傾斜磁場を印加しないことを示す×印を表示制御部37は表示する。
Further, the
図3の画面に表示されているレイヤーのマトリクスにおいて、太線の枠で囲まれたセル214は、選択されているパルスであることを示す。領域108は、選択されているパルスのプロパティ(「パルス波形と中心位置」)の内容を表示する領域である。すなわち、領域108には、パルスの名称、波形、振幅、印加領域面積、のそれぞれの値を表示制御部37は表示し、領域109およびレイヤー212内のセルにはパルスの抽象的なパルス形状を表示する。また、図3の画面において、レイヤー212のマトリクスの外側の領域を使用者が選択した場合、選択されているレイヤー212のプロパティを表示制御部37は表示する。
In the layer matrix displayed on the screen of FIG. 3, a
このように、図3のシーケンス編集画面がディスプレイ20に表示されることにより、使用者は、入力したスキャンパラメータで実行されるシーケンスのレイアウトを確認できる。また、TRやTEによらず時間方向に一定間隔にマトリクス状に配置されたレイアウトを確認することで、シーケンスの全体像を直感的に把握できる。
3 is displayed on the
使用者は、シーケンスを編集する場合、シーケンス編集画面の領域84において編集したいレイヤーを選択する(ステップ73)。ただし、図3の例では選択するレイヤーはGE Basicレイヤー212の1つしかない。
When editing the sequence, the user selects a layer to be edited in the
使用者は、シーケンス編集画面のパルスの編集、追加、削除を行った後、ボタン83を押下する。ボタン83によりCPU8は、シーケンスパターン計算部35を起動する。シーケンスパターン計算部35は、図11のフローのように動作する(ステップ74)。
The user presses the
まず、シーケンスパターン計算部35は、図12に示すシーケンスパターン確認画面を生成し、表示制御部37にこれを表示するよう命令する(ステップ110)。そして、シーケンスパターン計算部35は、最下層のレイヤーの時間幅を、図5のレイヤーテーブルの「行と列の名称・間隔」の欄に記載されたレイヤー時間幅に基づいて算出する(ステップ111)。図3の例では、最下層のレイヤーはGE Basicレイヤー212であり、図5のレイヤーテーブルの「行と列の名称・間隔」の欄に記載されているレイヤー時間幅(Duration)はDuration = TR / Slice#であるから、この式と、図2のスキャンパラメータのTR=300msec、スライス数10枚とを用いて計算すると、Duration = TR / Slice#=300[ms] / 10 = 30[ms]となる。シーケンスパターン計算部35は、これをレイヤーの時間幅に設定する。
First, the sequence
つぎに、シーケンスパターン計算部35は、セルごとに、パルスが搭載されているレイヤーのうちの最下層レイヤーにあるパルスを取得する(ステップ112)。例えば、図3の例では、レイヤーがGE Basicレイヤー212のみであるため、GE Basicレイヤーに設定された、RF Pulse、Slice Select、Spacer Excite Gp、Spacer Excite Gf、Freq Encode、Acq Command、Spacer Acq Gs、Spacer Acq Gp、Slice Refocus、Phase Encode、Freq Dephase、Slice Crusher、Phase Crusher、Freq Crusherがそれぞれのセルにおいて取得される。
Next, the sequence
シーケンスパターン計算部35は、取得したパルスに対して、図7および図8のパルスリストの上から順に、「パルス波形と中心位置」の欄に時間設定の有るパルスを選択し、図2のスキャンパラメータの値を用いてパルスの各要素を計算する(ステップ113)。パルスの要素は、波形Typeと、時間幅Durationと、左右非対称比率Asymmetryと、中心時間Center Timeと、開始時間StartTimeと、終了時間EndTimeと、で構成され、以下の式(1)から(8)により求められる。ただし、Rise Durationは、立ち上がり時間であり、Down Durationは、立ち下がり時間であり、Ampは、振幅であり、Slew Rateは、最大傾斜磁場強度/立ち上がり時間であり、Plat Durationは、パルス強度の平坦な領域の時間幅であり、Left Areaは、中心時間より左側の面積であり、Right Areaは、中心時間より右側の面積である。
ただし、以下の式を用いる。
Rise Duration=Amp/Slew Rate 式(1-1)
Down Duration=Amp/Slew Rate 式(1-2)
Duration=PlatDuration+RiseDuration×2 式(2)
StartTime=CenterTime-Duration×Asymmetry 式(3)
EndTime=CenterTime+Duration×Asymmetry 式(4)
Area=Amp×(PlatDuration+RiseDuration) 式(5)
LeftArea=Amp×(RiseDuration/2+CenterTime-StartTime) 式(6)
RightArea=Amp×(RiseDuration/2+EndTime-CenterTime) 式(7)
However, the following formula is used.
Rise Duration = Amp / Slew Rate Formula (1-1)
Down Duration = Amp / Slew Rate Formula (1-2)
Duration = PlatDuration + RiseDuration × 2 Formula (2)
StartTime = CenterTime-Duration × Asymmetry formula (3)
EndTime = CenterTime + Duration × Asymmetry formula (4)
Area = Amp × (PlatDuration + RiseDuration) Formula (5)
LeftArea = Amp × (RiseDuration / 2 + CenterTime-StartTime) Formula (6)
RightArea = Amp × (RiseDuration / 2 + EndTime-CenterTime) Formula (7)
図7の例では、パルスリストの最上段に位置するRFPulseでは、「パルス波形と中心位置」の欄にCenterTimeが設定されているため、以下のように要素を計算する。「パルス波形と中心位置」の欄に設定されたWave=Sinc、BW=3000[Hz]から3000Hzの周波数帯域を持つSinc波形を、Duration=3000[μs]から時間幅に3000[μs]を、Asymmetry=0.5から左右非対称比率に0.5を、CenterTime=0[μs]から中心時間に0[μs]を、開始時間StartTimeに上記式(3)より-1500[μs]を、終了時間EndTimeに式(4)より1500[μs]を設定する。 In the example of FIG. 7, in the RF Pulse located at the top of the pulse list, CenterTime is set in the “Pulse waveform and center position” column, so the elements are calculated as follows. Wave = Sinc, BW = 3000 [Hz] to 3000Hz frequency band set in the column of "Pulse Waveform and Center Position", Duration = 3000 [μs] from Time to 3000 [μs], From Asymmetry = 0.5 to 0.5 for the left-right asymmetric ratio, CenterTime = 0 [μs] to 0 [μs] for the center time, Start time StartTime to -1500 [μs] from the above equation (3), and End time to EndTime ( 4) Set 1500 [μs].
図7のパルスリストの次の段に設定されたSlice Select(スライス選択)パルスでは、「パルス波形と中心位置」の欄にPlatDurationおよびCenterTimeが設定されているため、要素を計算する。Type=Trapezoidから台形波であり、Amp = RFPulse.BW / (γ* thickness)=3000[Hz] / (42570[Hz/mT]×0.005[m])=14.1[mT/m]である。ただし、RFPulse.BWは、RF Pulseのバンド幅BWであり、γは磁気回転比、thicknessは、スキャンパラメータのスライス厚であり、被検体1に対するスライス面を設定する。また、PlatDuration=RFPulse.Duration=3000[μs]である。RFPulse.Durationは、RFPulseの時間幅Durationである。立ち上がり時間Rise Durationは式(1)より93[μs]が得られる。よって、振幅が14.1[mT/m]、上底が3000[μs]、立ち上がりおよび立下り時間が94[μs]の台形波を設定する。時間幅は、式(2)から3188[μs]、Asymmetry=RFPulse.Asymmetry=0.5から左右非対称比率は0.5、CenterTime=RFPulse.CenterTime=0[μs]から中心時間は0、開始時間は式(3)より-1594[μs]、終了時間は式(4)より1594[μs]がそれぞれ設定される。ただし、RFPulse.Asymmetryは、RFPulseのAsymmetryであり、RFPulse.CenterTimeは、RFPulseのCenterTimeである。
In the Slice Select pulse set in the next stage of the pulse list in FIG. 7, since “PlatDuration” and “CenterTime” are set in the “Pulse waveform and center position” column, elements are calculated. It is a trapezoidal wave from Type = Trapezoid, and Amp = RFPulse.BW / (γ * thickness) = 3000 [Hz] / (42570 [Hz / mT] × 0.005 [m]) = 14.1 [mT / m]. Where RFPulse.BW is the RF pulse bandwidth BW, γ is the magnetic rotation ratio, and thickness is the slice thickness of the scan parameter, which sets the slice plane for the
次に図7のパルスリストのさらに次の段に設定されたSpacer Excite Gpパルスでは、「パルス波形と中心位置」の欄にDurationおよびCenter Timeが設定されているため、要素を計算する。Type=Spacerから傾斜磁場を印加しない時間を示す矩形波であり、Duration=RFPulse.Duration=3000[μs]、CenterTime=RFPulse.CenterTime=0から、時間幅は3000[μs]、中心時間は0[μs]、開始時間は-1500[μs]、終了時間は1500[μs]を設定する。 Next, in the Spacer Excite Gp pulse set at the next level of the pulse list of FIG. 7, since “Duration” and “Center Time” are set in the “Pulse waveform and center position” column, elements are calculated. It is a rectangular wave that indicates the time when no gradient magnetic field is applied from Type = Spacer, Duration = RFPulse.Duration = 3000 [μs], CenterTime = RFPulse.CenterTime = 0, time width is 3000 [μs], center time is 0 [ μs], start time is set to -1500 [μs], and end time is set to 1500 [μs].
さらに次の段のSpacer Excita Gfパルスは、上記Spacer Excite Gpパルスと同様に設定する。 Further, the next-stage Spacer Excita Gf pulse is set in the same manner as the Spacer Excite Gp pulse.
次の段のFreq Encode(周波数エンコード)パルスは、「パルス波形と中心位置」の欄にDurationおよびCenter Timeが設定されているため、要素を計算する。SliceSelectパルスと同様にして、振幅が3.29[mT/m]、上底が7314[μs]、立ち上がりおよび立下り時間が22[μs]の台形波を、時間幅に7358[μs]を、左右非対称比率に0.5を、中心時間に16000[μs]を、開始時間に12321[μs]を、終了時間に19679[μs]を設定する。 The Freq Encode (frequency encoding) pulse in the next stage calculates the element because Duration and Center Time are set in the “pulse waveform and center position” column. Similar to the SliceSelect pulse, a trapezoidal wave with an amplitude of 3.29 [mT / m], an upper base of 7314 [μs], rise and fall times of 22 [μs], and a time width of 7358 [μs], asymmetrical left and right The ratio is set to 0.5, the center time is set to 16000 [μs], the start time is set to 12321 [μs], and the end time is set to 19679 [μs].
次の段のAcq Commandパルスでは「パルス波形と中心位置」の欄にDurationおよびCenter Timeが設定されているため、要素を計算する。Type=Acquisitionから受信系の駆動時間を示す矩形波であり、Duration=FreqEncode.PlatDuration=7314[μs]から時間幅に7314[μs]を、Assymetry=0.5から左右非対称比率に0.5を、CenterTime=TE=16[ms]から中心時間に16000[μs]を、開始時間に式(3)から12343[μs]を、終了時間に式(4)から19657[μs]を設定する。ただし、FreqEncode.PlatDurationは、Freq EncodeパルスのPlat Durationである。 In the next Acq Command pulse, Duration and Center Time are set in the “Pulse waveform and center position” column, so the elements are calculated. It is a square wave indicating the driving time of the receiving system from Type = Acquisition, Duration = FreqEncode.PlatDuration = 7314 [μs] to time width 7314 [μs], Assymetry = 0.5 to left / right asymmetric ratio 0.5, CenterTime = TE From 1/16 [ms], 16000 [μs] is set to the central time, from Equations (3) to 12343 [μs] to the start time, and from Equation (4) to 19657 [μs] to the end time. However, FreqEncode.PlatDuration is the Platform Duration of the Freq Encode pulse.
次の段のSpacer Acq Gs パルスは、「パルス波形と中心位置」の欄にDurationおよびCenter Timeが設定されているため、要素を計算する。Spacer Exite Gfパルスと同様にして、矩形波、時間幅に7314[μs]、左右非対称比率に0.5を、中心時間に16000[μs]を、開始時間に12343[μs]を、終了時間に19657[μs]を設定する。 Since the Spacer Acq Gs pulse in the next stage has Duration and Center Time set in the “Pulse waveform and center position” column, the element is calculated. In the same way as Spacer Exite Gf pulse, rectangular wave, time width 7314 [μs], left-right asymmetry ratio 0.5, center time 16000 [μs], start time 12343 [μs], end time 19657 [ μs] is set.
次の段のSpacer Acq Gpパルスは、上記Spacer Acq Gs パルスと同様に設定する。 The Spacer Acq Gp pulse at the next stage is set in the same manner as the Spacer Acq Gs pulse.
図3のパルスのうち時間設定のあるパルスは以上である。 Of the pulses shown in FIG. 3, the pulse with the time setting is as described above.
つぎに、シーケンスパターン計算部35は、上記ステップ113で設定された各パルスを列ごとに比較し、その列のパルスの時間幅のうち最長時間幅をその列の時間幅に、開始時間が最小のパルスの開始時間をその列の開始時間に、終了時間が最大のパルスの終了時間をその列の終了時間に設定する(ステップ114)。また、時間設定のパルスが無い列については、左隣の列の終了時間を開始時間に、右隣の列の開始時間を終了時間に設定する。また、隣接する列にも時間設定のパルスがない場合は、時間が設定された列までの幅(時間)を均等に分割し、時間設定のパルスのないそれぞれの列に設定する。
Next, the sequence
例えば、図3のレイヤー212の例では、Excitationの列ではSlice Selectパルス96が最長時間幅と、最小開始時間と、最大開始時間を有するため、シーケンスパターン計算部35は、図12のようにExcitationの列の時間幅1101に3188[μs]、開始時間に-1594[μs]、終了時間に1594[μs]を設定する。次にRefocusの列およびP.Encodeの列では、時間設定のあるパルスがない。F.Encodeの列では、Freq Encodeパルス106が最長時間幅と、最小開始時間と、最大開始時間を有するので、シーケンスパターン計算部35は、列の時間幅1104に7358[μs]、開始時間に12321[μs]、終了時間に19679[μs]を設定する。次のCrusherの列では、時間設定のあるパルスが無い。つぎに、シーケンスパターン計算部35は、時間設定のあるパルスが無いRefocusとP.Encodeの列は、Exicitationの列とF.Encodeの列の間の時間を2分割して、Refocusの列の時間幅1102に5364[μs]、開始時間には1594[μs]、終了時間には6958[μs]を設定し、P.Encodeの列の時間幅1103に5363[μs]、開始時間には6958[μs]、終了時間には12321[μs]を設定する。次にCrusherの列の時間幅1105は、他の列の時間幅1101〜1104とレイヤーの時間幅から計算する。シーケンスパターン計算部35は、設定した列の時間幅1101〜1104を、レイヤーの時間幅から減算し、Crusherの列の時間幅1105に8727[μs]、開始時間に19679[μs]、終了時間に28406[μs]を設定する。
For example, in the example of the
つぎにシーケンスパターン計算部35は、パルスリストの「パルス波形と中心位置」の欄に時間設定の無いパルスに対して、図2のスキャンパラメータの値と、ステップ114で計算した列の時間設定からパルスの各要素を計算する(ステップ115)。
Next, the sequence
図3のパルスの例では、図7および図8のパルスリストの時間設定の無いパルスの最上段になるのは、Slice Refocusパルス97である。Refocusの列の時間幅1102は、ステップ114より5364[μs]であるので、シーケンスパターン計算部35は、Slice Refocusパルス97の時間幅に5364[μs]を設定する。また、図7の「パルス波形と中心位置」の欄の記載から印加領域面積Area = SliceSelect.LeftAreaであるから、式(6)よりArea=23129[mT・μs/m]であり、振幅(Amp)は式(8)より4.34[mT/m]、立ち上がり時間は式(1)より29[μs]、上底は式(2)より5305[μs]であり、左右非対称比率は設定されていないため0.5、開始時間は、Refocusの列の開始時間1594[μs]、中心時間は式(3)より4276[μs]、終了時間は6958[μs]である。
In the example of the pulse in FIG. 3, the
次にPhase Encodeパルス101はSlice Refocus97と同様にして設定する。ただし、印加領域面積AreaにPhase#によるイタレーションがあるため、Area、振幅の計算が異なる。Area=(Phase#[i] - Phase#/2) / (γ*FOV)[mT・μs/m]であり、-12028から11934まで94ずつインクリメントする。ここでAreaのインクリメントに対し立ち上がり時間を固定とし、振幅のゲインをインクリメントするシステムとし、P.Encodeの列の時間幅1103が5363[μs]であるから時間幅に5363[μs]を、振幅が2.236、ケ゛インを-1.000から0.992まで0.008ずつインクリメントする。立ち上がり時間は、最大の振幅強度から式(1)より15[μs]、上底は式(2)より5333[μs]であり、左右非対称比率は0.5、開始時間は6958[μs]、中心時間は9640[μs]、終了時間は12321[μs]である。
Next, the Phase Encode
次にFreq Dephaseパルス105はSlice Refocusパルス101と同様にして設定する。時間幅5363[μs]、Area=12063[mT・μs/m]、振幅2.25[mT/m]、立ち上がり時間15[μs]、上底5333[μs]、左右非対称比率0.5、開始時間6958[μs]、中心時間は9640[μs]、終了時間[μs]12321である。
Next, the
次にSlice Crusherパルス99はSlic eRefocusパルス101と同様にして設定する。時間幅8727、Area=14000[mT・μs/m]、振幅16.25[mT/m]、立ち上がり時間109[μs]、上底8509[μs]、左右非対称比率0.5、開始時間は19679[μs]、中心時間は24043[μs]、終了時間は28406[μs]である。Phase Crusherパルス103およびFreq Crusher107はSlice Crusherパルス99と同様に設定する。
Next, the
シーケンスパターン計算部35は、表示制御部37を介して、ステップ74で生成した図12に示すシーケンスパターンをシーケンスパターン確認画面上でディスプレイ20に表示させる。図12の画面において、シーケンス編集ボタン121は、シーケンス編集画面に切り替えるボタンであり、ボタン122は、シーケンスパターン確認画面を開いていることを色付きで示すボタンであり、シーケンス最適化ボタン123は、図13に示す最適化シーケンスを示す画面に切り替える。なお、領域124は、シーケンスパターンの表示領域である。矢印125はレイヤーの時間幅に30msが設定されていることを示し、他パルスはこの時間幅30msを時間方向の大きさの基準としてそれぞれの時間幅で表示する。また矢印126は、Time=0からTime=TEまでを示す。
The sequence
使用者は、図12のシーケンスパターン確認画面にて、シーケンスパターンを確認し、ボタン123を押下する(ステップ75)。CPU8は、最適化シーケンス計算部36を起動する。最適化シーケンス計算部36は、表示制御部37を介して図13に示す画面をディスプレイ20に表示させ、最適化パターンを生成する(ステップ76)。
The user confirms the sequence pattern on the sequence pattern confirmation screen of FIG. 12, and presses the button 123 (step 75). The CPU 8 activates the optimization
具体的には図14のフローのように、最適化シーケンス計算部36は、マトリクスの列幅を無視し、パルスリストの「パルス波形と中心位置」の欄に時間設定の無いパルスを、パルスリストの上から順に選択する(ステップ121)。選択したパルスについて、以下の2つの手順で低スリューレート(slew rate:最大傾斜磁場強度/立ち上がり時間)のパルス波形に変更する処理を施し、最適化したシーケンスパターンを作成する。
Specifically, as in the flow of FIG. 14, the optimization
まず、第1の手順として、最適化シーケンス計算部36は、選択した時間設定のないパルスが、シーケンスパターンの同じ行で左または右隣のパルスが時間設定の無いパルスである場合、そのパルスの面積(Area)を加算して1つのパルスに統合する(ステップ122)。 First, as a first procedure, when the selected pulse without time setting is a pulse without the time setting on the left or right adjacent pulse in the same row of the sequence pattern, The areas (Area) are added and integrated into one pulse (step 122).
次に、第2の手順として、最適化シーケンス計算部36は、選択した時間設定のないパルスを、左右隣のパルスと接する時間まで低スリューレート化する。具体的は、最適化シーケンス計算部36は、時間設定のないパルスの面積(Area)を保ちながら時間幅を引き伸ばし、かつ隣の時間設定の有るパルスのPlat Durationに接続し、かつスリューレートは立下りと立ち上がりで同じ大きさとする(ステップ123)。ただし、隣のパルスがType=Spacerの場合、振幅0に接続する。上記を満たす三角形波のスリューレートおよび立ち上がり時間、立下り時間および振幅は下式(9)から(15)で求める。尚、左隣のパルスの振幅をy1、終了時間をt1とし、右隣のパルスの振幅をy2、終了時間をt2とする。
Next, as a second procedure, the optimization
上記式(15)で求めた振幅(Amp)が、本MRI装置で発生できる傾斜磁場の最大強度を超える場合は、下式(16)から(18)により台形波を求める。尚、Gは振幅が正の場合、正の最大強度、振幅が負の場合、負の最大強度とする。 When the amplitude (Amp) obtained by the above equation (15) exceeds the maximum intensity of the gradient magnetic field that can be generated by this MRI apparatus, a trapezoidal wave is obtained by the following equations (16) to (18). G is the maximum positive intensity when the amplitude is positive, and the maximum negative intensity when the amplitude is negative.
具体的には、図3および図12のパルスシーケンスの例では、パルスリストの時間設定の無いパルスの最上段にあるのは、Slice Refocusパルス97である。Slice Refocusパルス97の両隣にあるパルスはSlice Selectパルス96とSpace Acq Gsパルスであり、いずれも時間設定の有るパルスであり、y1を14.1[mT/m]、t1を1500[μs]、y2を0、t2を12343[μs]、Areaを23129とする。式(12)よりSlew Rateに-0.00383、式(13)より立ち上がり時間に7263[μs]、式(14)より立下り時間に3580[μs]、式(15)より振幅に-13.71[mT/m]を求め、三角波形を作成する。左右非対称比率は0.5、開始時間は1500[μs]、中心時間は6969[μs]、終了時間は12343[μs]である。
Specifically, in the example of the pulse sequence in FIG. 3 and FIG. 12, the
次にPhase Encodeパルス101はSlice Refocusパルス97と同様にして設定する。ただし、印加領域面積AreaにPhase#によるイタレーションがあるため、Area、振幅の計算が異なる。Slice Refocusパルス97の両隣にあるパルスはSpace Excite Gpパルス96とSpace Acq Gsパルスであり、いずれも時間設定の有るパルスであり、y1を0、t1を1500[μs]、y2を0、t2を12343[μs]、Areaを-12028から11934まで94ずつインクリメントする。ゲインで制御するため、最大のAreaに対して要素を計算する。式(12)よりSlew Rateに-0.000418、式(13)より立ち上がり時間に5422[μs]、式(14)より立下り時間に5421[μs]、式(15)より振幅に-2.22[mT/m]を求め、三角形波を作成する。作成した三角形波からインクリメントされるAreaを用いて、ケ゛インを-1.000から0.992まで0.008ずつインクリメントする。左右非対称比率は0.5、開始時間は1500[μs]、中心時間は5922[μs]、終了時間は12343[μs]である。
Next, the Phase Encode
次にFreq Dephaseパルス105はSlice Refocusパルス97と同様にして設定する。振幅が-4.33[mT/m]、立ち上がり時間は3928[μs]、立下り時間は6915[μs]の三角形波であり、左右非対称比率は0.5、開始時間は1500[μs]、中心時間は5922[μs]、終了時間は12343[μs]である。
Next, the
次にSlice Crusherパルス99はSlice Refocusパルス97と同様にして設定する。振幅が32.01[mT/m]、立ち上がり時間は4375[μs] 立下り時間は4375[μs]の三角形波であるが、振幅が装置傾斜磁場の最大強度30.0を超過するため、台形波を求める。振幅が正であるためG=30.0とし、式(18)より、Slew Rateに0.00735、式(19)より立ち上がり時間に4083[μs]、式(20より立下り時間に4083[μs]、式(21)より上底に583、振幅30.0の台形波となる。左右非対称比率は0.5、開始時間は19657[μs]、中心時間は24032[μs]、終了時間は28406[μs]である。次にPhase Crusherパルス103はSlice Crusherと同様である。
Next, the
次にFreq Crusherパルス107は、Slice Crusherパルス99と同様にして設定する。Slew Rateに0.00659、立ち上がり時間に4055[μs]、立下り時間に4555[μs]、上底に139、振幅30.0の台形波となる。左右非対称比率は0.5、開始時間は19657[μs]、中心時間は24032[μs]、終了時間は28406[μs]である。
Next, the
最適化シーケンス計算部36は、表示制御部37を介して、最適化シーケンスパターンを図13のようにディスプレイに表示する(ステップ125)。図13の最適化シーケンス確認画面において、領域131はシーケンスパターンを表示する領域である。
The optimization
ここで、ステップ121〜124で生成した最適化シーケンスパターンでは、撮像条件によってMRI装置の生成可能な傾斜磁場の最大スリューレートを超過する場合がある。その場合、使用者に撮像条件の変更を促すか、撮像できないことをディスプレイ20に表示してもよい。また、最適化シーケンスパターンから、印加時に発生するRF波および傾斜磁場からSAR(specific absorption rate)値やdB/dt(単位時間あたりの傾斜磁場の変動)値といった、被検者の安全に関する数値を計算し、撮像の可否を制限してもよい。また、傾斜磁場印加による電流値などの装置仕様の制限に関する数値を計算し、撮像の可否を制限してもよい。また、スキャンパラメータ入力画面にて、パラメータが入力されるたびに最適化シーケンスパターンを計算し、上記の制限を実行してもよい。
Here, the optimized sequence pattern generated in
使用者は、最適化シーケンス確認画面を見て、最適化パターンを確認し、シーケンスの変更を終了する場合、ボタン134により画面を閉じて(ステップ77)、図2のスキャンパラメータ入力画面に戻る。そして、ボタン44を押下して、撮像開始する(ステップ78)。
The user confirms the optimization pattern by looking at the optimization sequence confirmation screen, and when the sequence change is completed, the user closes the screen with the button 134 (step 77) and returns to the scan parameter input screen of FIG. Then, the
<動作例2>
つぎに、本実施形態のパルスシーケンス生成装置210の動作について、図15のようにスキャンパラメータテーブルのシーケンスの欄にRSSG EPI(Rf-Spoiled Steady state Gradient echo :T1強調3D 撮像シーケンス(Rf-Spoiled Steady state Gradient echo)のEPI(エコープラナー))が入力され、他のパラメータの値として図15に示す値が入力された場合について説明する。なお、図5、図6のレイヤーテーブル、図7、図8のパルスリストは、上述の説明と同様に用いる。図10、図11および図14を用いてすでに説明した動作と共通する動作については詳細を省略する。
<Operation example 2>
Next, regarding the operation of the pulse
使用者が、図10のステップ67において図15の入力画面でスキャンパラメータ入力を行った後、ステップ68において、シーケンスの変更を行うために、ボタン43を押下した場合、CPU8はシーケンスレイアウト計算部34を起動する。シーケンスレイアウト計算部34は、表示制御部37を介してシーケンス編集画面を表示するよう命令する。
If the user presses the
シーケンスレイアウト計算部34は、図15の入力画面の各スキャンパラメータの値と、図5および図6のレイヤーテーブルのスキャンパラメータの欄の記載内容が一致(満たす)レイヤーを抽出する。その結果、「RSSG EPI」シーケンスまたは「3D」が記載されているGE Basicレイヤーと、P.Rewindレイヤーと、RF Spoiledレイヤーと、S.Encodeレイヤーと、EPIレイヤーと、EPI Rewindレイヤーの6枚が抽出される(図4参照)。これらを図5,図6のレイヤーテーブルの行の順番(優先順位)に従って積層する。
The sequence
シーケンスレイアウト計算部34は、GE Basicレイヤーについては、上述のステップ70と同様に、「行と列の名称・間隔」の欄に記載に従って4行×5列のマトリクスを生成して搭載する。GE Basicレイヤー以降のレイヤーは、「行と列の名称・間隔」の欄に記載が省略され、GE Basicレイヤーの「行と列の名称・間隔」の欄に記載が有効であるので、P.Rewindレイヤー以降の選択したレイヤーにもGE Basicレイヤーと同様のマトリクスを生成し搭載する。
For the GE Basic layer, the sequence
シーケンスレイアウト計算部34が、GE Basicレイヤーはレイヤーテーブルのパルスの欄に記載のパルスを読み出し、上述のステップ71と同様に、パルスリストに記載されている波形を、マトリクス上の各パルスの行、列のセルに配置する。次にレイヤーテーブルにおいて、P.Rewindレイヤーに設定されたパルスはPhaseReiwndパルスのみであり、RF Spoliedレイヤーに設定されたパルスはSpoiledRFパルスのみであり、S.Encodeレイヤーに設定されたパルスはSliceEncodeパルスのみであり、S.Rewindレイヤーに設定されたパルスはSliceRewindのみである。EPIレイヤーに設定されたパルスはEPIFreqEncode、EPIBlip、EPIPhaseEncodeの3つであり、EPI Rewindレイヤーに設定されたパルスはEPIPhaseRewindeのみである。各レイヤーにおいて、各パルスをパルスリストにおいて指定されている行、列に配置し、ディスプレイ20に表示する(ステップ71、72)。
The sequence
使用者は、図4のシーケンス編集画面にて編集したいレイヤーを選択する(ステップ73)。ここでは、使用者がEPIレイヤーを選択した例を図4に示す。表示制御部37は、図5の領域84には、抽出されたレイヤー(GE Basicレイヤーと、P.Rewindレイヤーと、RF Spoiledレイヤーと、S.Encodeレイヤーと、EPIレイヤーと、EPI Rewindレイヤー)が表示されている。ペンのマーク141によりEPIレイヤーが選択されている。
The user selects a layer to be edited on the sequence editing screen of FIG. 4 (step 73). Here, FIG. 4 shows an example in which the user selects the EPI layer. In the
表示制御部37は、シーケンス編集画面のマトリクスにおいて、選択されていないレイヤーに搭載されているパルスを破線で表示する。EPIレイヤーに設定されているパルスはEPIFreqEncodeパルス144、EPIBlipパルス143、EPIPhaseEncodeパルス142の3つである。
The
図4のシーケンス編集画面によって、使用者は領域84で編集したいレイヤーを選択することで、シーケンスレイアウトがスキャンパラメータによってどのように変化するかを直感的に把握できる。
The user can intuitively understand how the sequence layout changes depending on the scan parameter by selecting a layer to be edited in the
以降の動作は、ステップ74から78において既に説明した通りであり、使用者は図4のシーケンス編集画面にてステップ74のオブジェクト編集、追加、削除を実施し、ステップ75においてパターンの確認を行い、ステップ76において最適化パターンを生成して、それを確認を行い、ステップ77において変更終了の場合、画面を閉じスキャンパラメータ入力画面に戻り、ステップ78において撮像開始する。
The subsequent operations are the same as those already described in
<動作例3>
つぎに、本実施形態のパルスシーケンス生成装置210の動作について、図15のようにスキャンパラメータテーブルのシーケンスの欄にFSE(ファストスピンエコー)シーケンスが入力され、他のパラメータの値として図16に示す値が入力された場合について説明する。なお、図5、図6のレイヤーテーブル、図7、図8のパルスリストは、上述の説明と同様に用いる。図10、図11および図14を用いてすでに説明した動作と共通する動作については詳細を省略する。
<Operation example 3>
Next, with respect to the operation of the pulse
使用者が、図10のステップ67において図15の入力画面でスキャンパラメータ入力を行った後、ステップ68において、シーケンスの変更を行うために、ボタン43を押下した場合、CPU8はシーケンスレイアウト計算部34を起動する。シーケンスレイアウト計算部34は、表示制御部37を介してシーケンス編集画面を表示するよう命令する。
If the user presses the
シーケンスレイアウト計算部34は、図16の入力画面の各スキャンパラメータの値と、図5および図6のレイヤーテーブルのスキャンパラメータの欄の記載内容が一致(満たす)レイヤーを抽出する。その結果、「FSE」シーケンスが記載されているFSE Basicレイヤーのみが抽出される(図4参照)。
The sequence
シーケンスレイアウト計算部34は、図6のレイヤーテーブルのFSE Basicレイヤーの「行と列の名称・間隔」の欄に記載に従ってマトリクスを生成し、搭載する。すなわち、行は、RF/AD、Gs、Gp、Gfの4行であり、列はExcitation、Refocus、PreCrusher、Inversion、P.Ecnode、F.Encode、Crusherの7列である、4行×7列のマトリクスを作成して搭載する(ステップ70)。
The sequence
シーケンスレイアウト計算部34が、図6のレイヤーテーブルのFSE Basicレイヤーの行のパルスの欄に記載されているパルスを読み出し、図8のパルスリストの「パルス波形と中心位置」の欄に記載されている波形を、マトリクス上のセルのうち、パルスリストの「行」および「列」の欄のセルに配置する。具体的には、図6のレイヤーテーブルからETL Loop、FSERF Pulse、Slice Select、Spacer Excite Gp、Spacer Excite Gf、FSERF Inversion、Slice Select Inv、Spacer Inv Gp、Spacer Inv Gf、Freq Encode、Acq Command、Spacer Acq Gs、Spacer Acq Gp、Slice Refocus、Freq Dephase、Slice Crusher Pre Inv、Freq Crusher Pre Inv、FSE Phase Encode、Slice Crusher Post Inv、Freq Crusher Post Inv、FSE Phase Rewind、Slice Crusher ETL、Fre qCrusher ETLの各パルスを抽出し、パルスリストに示されるマトリクスの行、列に配置する。ただし、パルスリストの「パルス波形と中心位置」の欄にType=Loopと記載されているETL Loopパルスについては、実際は、イタレーションにおけるループ構造を示すものであり、パルスリストの「パルス波形と中心位置」の欄に記載された開始列Startから終了列Endまでを回数Countの分だけ繰り返すことを示しているので、マトリクス上には配置しない。
The sequence
表示制御部37は、図17に示すシーケンス編集画面を表示する。矢印151はETLLoopのパルスを示し、開始列Startに設定されたInversion列から終了列Endに設定されたCrusher列までを繰り返すことを示す。
The
上記シーケンス編集画面により使用者はレイヤー内での繰り返し構造を直感的に把握できる。 The sequence editing screen allows the user to intuitively grasp the repeating structure in the layer.
以降の動作は、ステップ74から78において既に説明した通りであり、使用者は図4のシーケンス編集画面にてステップ74のオブジェクト編集、追加、削除を実施し、ステップ7575においてパターンの確認を行い、ステップ76において最適化パターンを生成して、それを確認を行い、ステップ77において変更終了の場合、画面を閉じスキャンパラメータ入力画面に戻り、ステップ78において撮像開始する。
The subsequent operations are as already described in
なお、上述してきた本実施形態ではインバージョンリカバリーパルスや脂肪抑制パルスといった、プリパルスについては記載していないが、レイヤーの上位に上部レベルを設けて、本計測部分とプリパルスごとに異なるレイヤーを設定しても良い。 In the present embodiment described above, pre-pulses such as inversion recovery pulse and fat suppression pulse are not described, but an upper level is provided above the layer, and a different layer is set for each main measurement part and pre-pulse. May be.
また、パルスの「パルス波形と中心位置」の欄にいて、計算式に条件分岐やループ構造といった複雑な設定を行う場合に、Java(登録商標)言語などを用いたCPU8内で編集およびコンパイル可能なものを利用してもよい。また、パルスの「パルス波形と中心位置」の欄に限らず最適化シーケンスパターンのステップ121〜124の計算方法などを変更する構成にしてもよい。
Also, in the “pulse waveform and center position” column of the pulse, when complicated settings such as conditional branching and loop structure are made in the calculation formula, editing and compiling can be performed in the CPU 8 using Java (registered trademark) language or the like. You may use anything. In addition, the calculation method in
上述してきたように、本実施形態では、あらかじめパルスが搭載された複数のレイヤーから、1以上のレイヤーをシーケンス等のスキャンパラメータに基づいて選択することにより、使用者が容易にパルスシーケンスを生成することができる。あらかじめ用意しておく複数のレイヤーには、優先順位を付与し、優先順位の低いレイヤーには、基本的なシーケンスを実現するために必要なパルスを搭載し、優先順位の高いレイヤーには優先順位に応じて付加的なパルスを搭載する。 As described above, in this embodiment, a user can easily generate a pulse sequence by selecting one or more layers based on scan parameters such as a sequence from a plurality of layers on which pulses are mounted in advance. be able to. Priorities are assigned to multiple layers prepared in advance, pulses necessary for realizing a basic sequence are installed in lower priority layers, and priorities are assigned to higher priority layers. Depending on the, additional pulses are installed.
また、レイヤーテーブルに使用者がレイヤーを追加することにより、容易にパルスを追加することができる。 Further, the user can easily add a pulse by adding a layer to the layer table.
また、パルスリストの「パルス波形と中心位置」の欄には、スキャンパラメータに基づいて波形や中心位置が計算されるように記載しておくことにより、スキャンパラメータに応じて、パルス波形を計算により求めることができる。 Also, in the “Pulse waveform and center position” column of the pulse list, it is described that the waveform and center position are calculated based on the scan parameter, so that the pulse waveform is calculated according to the scan parameter. Can be sought.
さらに、予め定めておいた最適化処理を行うことにより、スリューレートの低い、低騒音化を図ったパルスシーケンスが生成できる。 Furthermore, a pulse sequence with a low slew rate and reduced noise can be generated by performing a predetermined optimization process.
1:被検体、2:静磁場発生系、3:傾斜磁場発生系、4:シーケンサ、5:送信系、6:受信系、7:信号処理系、8:中央処理装置(CPU)、9:傾斜磁場コイル、10:傾斜磁場電源、11:高周波発信器、12:変調器、13:高周波増幅器、14a:高周波コイル(送信コイル)、14b:高周波コイル(受信コイル)、15:信号増幅器、16:直交位相検波器、17:A/D変換器、18:磁気ディスク、19:光ディスク、20:ディスプレイ、21:ROM、22:RAM、23:トラックボール又はマウス、24:キーボード
1: subject, 2: static magnetic field generation system, 3: gradient magnetic field generation system, 4: sequencer, 5: transmission system, 6: reception system, 7: signal processing system, 8: central processing unit (CPU), 9: Gradient magnetic field coil, 10: Gradient magnetic field power supply, 11: High frequency transmitter, 12: Modulator, 13: High frequency amplifier, 14a: High frequency coil (transmitting coil), 14b: High frequency coil (receiving coil), 15: Signal amplifier, 16 : Quadrature phase detector, 17: A / D converter, 18: Magnetic disk, 19: Optical disk, 20: Display, 21: ROM, 22: RAM, 23: Trackball or mouse, 24: Keyboard
Claims (12)
前記複数の撮像パラメータのうち少なくとも一つの撮像パラメータに入力可能な複数の前記撮像条件と、予め定めた優先順位が付与された複数のレイヤーとの関係を記憶するレイヤー記憶部と、
シーケンスレイアウト計算部とを有し、
前記複数のレイヤーには、1以上の高周波磁場または傾斜磁場のパルスが、所定の印加タイミングおよび所定の印加軸を示す位置に予め配置され、
前記シーケンスレイアウト計算部は、前記受け付け部が受け付けた前記撮像条件に対応する1以上の前記レイヤーを前記レイヤー記憶部の前記関係に基づいて選択し、選択した前記レイヤーを、前記優先順位に従って重畳し、複数の前記レイヤーで前記印加タイミングおよび前記印加軸が重なる複数の前記パルスがある場合、前記優先順位の高い方の前記レイヤーに配置されている前記パルスを選択することにより、複数の前記印加軸について前記印加タイミングにおける前記パルスの配置を示すパルスシーケンス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。 A receiving unit that receives input of imaging conditions for each of a plurality of imaging parameters;
A layer storage unit that stores a relationship between a plurality of the imaging conditions that can be input to at least one of the plurality of imaging parameters and a plurality of layers that are assigned a predetermined priority;
A sequence layout calculator,
In the plurality of layers, one or more high-frequency magnetic field or gradient magnetic field pulses are arranged in advance at a position indicating a predetermined application timing and a predetermined application axis,
The sequence layout calculation unit selects one or more layers corresponding to the imaging conditions received by the reception unit based on the relationship of the layer storage unit, and superimposes the selected layers according to the priority order. When there are a plurality of the pulses in which the application timing and the application axis overlap in a plurality of the layers, a plurality of the application axes are selected by selecting the pulses arranged in the higher priority layer. Generating a pulse sequence indicating the arrangement of the pulses at the application timing.
前記シーケンスレイアウト計算部は、前記選択したレイヤーを重畳する際に、前記2次元マトリクスが重なり合うように重畳し、重なり合う前記セルに複数の前記パルスがある場合、前記優先順位の高い方の前記レイヤーのセルの前記パルスを選択することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein each of the plurality of layers includes a two-dimensional matrix in which one of a vertical axis and a horizontal axis indicates a section in a time direction, and the other indicates a type of an applied axis. The pulse is arranged in advance in one or more of the plurality of cells that are mounted by the number and the number of columns and constitute the two-dimensional matrix,
The sequence layout calculation unit superimposes the two-dimensional matrices so as to overlap each other when the selected layer is overlapped. If there are a plurality of the pulses in the overlapping cells, the sequence layout calculation unit A magnetic resonance imaging apparatus, wherein the pulse of the cell is selected.
前記複数の撮像パラメータのうち少なくとも一つの撮像パラメータに入力可能な複数の前記撮像条件と、予め定めた優先順位が付与され搭載した複数のレイヤーとの関係を記憶するレイヤー記憶部とを有し、
前記複数のレイヤーには、1以上の高周波磁場または傾斜磁場のパルスが、所定の印加タイミングおよび所定の印加軸を示す位置に予め配置された、磁気共鳴イメージング装置のパルスシーケンスを生成するプログラムであって、
コンピュータに、
前記受け付け部が受け付けた前記撮像条件に対応する1以上の前記レイヤーを前記レイヤー記憶部の前記関係に基づいて選択するステップと、
選択した前記レイヤーを、前記優先順位に従って重畳し、複数の前記レイヤーで前記印加タイミングおよび前記印加軸が重なる複数の前記パルスがある場合、前記優先順位の高い方の前記レイヤーに配置されている前記パルスを選択することにより、複数の前記印加軸について前記印加タイミングにおける前記パルスの配置を示すパルスシーケンスを生成するステップとを実行させるためのプログラム。 A receiving unit that receives input of imaging conditions from a user for each of a plurality of imaging parameters;
A plurality of imaging conditions that can be input to at least one imaging parameter among the plurality of imaging parameters, and a layer storage unit that stores a relationship between a plurality of layers that are provided with a predetermined priority and are mounted;
The plurality of layers is a program for generating a pulse sequence of a magnetic resonance imaging apparatus in which one or more high-frequency magnetic field or gradient magnetic field pulses are arranged in advance at a position indicating a predetermined application timing and a predetermined application axis. And
On the computer,
Selecting one or more layers corresponding to the imaging conditions received by the receiving unit based on the relationship of the layer storage unit;
The selected layers are superimposed according to the priority order, and when there are a plurality of the pulses in which the application timing and the application axis overlap in a plurality of the layers, the layers arranged in the layer with the higher priority order Generating a pulse sequence indicating the arrangement of the pulses at the application timing for a plurality of application axes by selecting a pulse.
前記複数の撮像パラメータのうち少なくとも一つの撮像パラメータに入力可能な複数の前記撮像条件と、予め定めた優先順位が付与され搭載した複数のレイヤーとの関係を記憶するレイヤー記憶部とを有し、
前記複数のレイヤーには、1以上の高周波磁場または傾斜磁場のパルスが、所定の印加タイミングおよび所定の印加軸を示す位置に予め配置された、磁気共鳴イメージング装置のパルスシーケンスを生成する方法であって、
前記受け付け部が受け付けた前記撮像条件に対応する1以上の前記レイヤーを前記レイヤー記憶部の前記関係に基づいて選択するステップと、
選択した前記レイヤーを、前記優先順位に従って重畳し、複数の前記レイヤーで前記印加タイミングおよび前記印加軸が重なる複数の前記パルスがある場合、前記優先順位の高い方の前記レイヤーに配置されている前記パルスを選択することにより、複数の前記印加軸について前記印加タイミングにおける前記パルスの配置を示すパルスシーケンスを生成するステップとを有することを特徴とするパルスシーケンス生成方法。 A receiving unit that receives input of imaging conditions from a user for each of a plurality of imaging parameters;
A plurality of imaging conditions that can be input to at least one imaging parameter among the plurality of imaging parameters, and a layer storage unit that stores a relationship between a plurality of layers that are provided with a predetermined priority and are mounted;
The plurality of layers is a method for generating a pulse sequence of a magnetic resonance imaging apparatus in which one or more high-frequency magnetic field or gradient magnetic field pulses are arranged in advance at positions indicating a predetermined application timing and a predetermined application axis. And
Selecting one or more layers corresponding to the imaging conditions received by the receiving unit based on the relationship of the layer storage unit;
The selected layers are superimposed according to the priority order, and when there are a plurality of the pulses in which the application timing and the application axis overlap in a plurality of the layers, the layers arranged in the layer with the higher priority order Generating a pulse sequence indicating the arrangement of the pulses at the application timing for a plurality of the application axes by selecting a pulse.
前記複数の撮像パラメータのうち少なくとも一つの撮像パラメータに入力可能な複数の前記撮像条件と、予め定めた優先順位が付与された複数のレイヤーとの関係を記憶するレイヤー記憶部と、
シーケンスレイアウト計算部とを有し、
前記複数のレイヤーには、1以上の高周波磁場または傾斜磁場のパルスが、所定の印加タイミングおよび所定の印加軸を示す位置に予め配置され、
前記シーケンスレイアウト計算部は、前記受け付け部が受け付けた前記撮像条件に対応する1以上の前記レイヤーを前記レイヤー記憶部の前記関係に基づいて選択し、選択した前記レイヤーを、前記優先順位に従って重畳し、複数の前記レイヤーで前記印加タイミングおよび前記印加軸が重なる前記パルスがある場合、前記優先順位の高い方の前記レイヤーに配置されている前記パルスを選択することにより、複数の前記印加軸および複数の前記印加タイミングにおける前記パルスの配置を示すパルスシーケンスを生成することを特徴とするパルスシーケンス生成装置。 A receiving unit that receives input of imaging conditions for each of a plurality of imaging parameters;
A layer storage unit that stores a relationship between a plurality of the imaging conditions that can be input to at least one of the plurality of imaging parameters and a plurality of layers that are assigned a predetermined priority;
A sequence layout calculator,
In the plurality of layers, one or more high-frequency magnetic field or gradient magnetic field pulses are arranged in advance at a position indicating a predetermined application timing and a predetermined application axis,
The sequence layout calculation unit selects one or more layers corresponding to the imaging conditions received by the reception unit based on the relationship of the layer storage unit, and superimposes the selected layers according to the priority order. When there are the pulses with the application timing and the application axis overlapping in the plurality of layers, the plurality of the application axes and the plurality of application axes are selected by selecting the pulse arranged in the higher priority layer. A pulse sequence generation device that generates a pulse sequence indicating an arrangement of the pulses at the application timing.
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