JP6719190B2 - 磁気共鳴装置およびプログラム - Google Patents
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前記複数のスライスの各々から、前記被検体の体動情報を得るための第1のMR信号を収集するためのシーケンスを実行するスキャン手段と、
前記スライスごとに、前記第1のMR信号の特徴量を計算する計算手段と、
前記計算手段により計算された前記特徴量の値に基づいて、前記動く部位の動きを表す体動信号の信号値を求める手段と、
を有する、磁気共鳴装置である。
前記スライスごとに、前記第1のMR信号の特徴量を計算する計算処理と、
前記計算処理により計算された前記特徴量の値に基づいて、前記動く部位の動きを表す体動信号の信号値を求める処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
図1は、本発明の第1の形態の磁気共鳴装置の概略図である。
磁気共鳴装置(以下、「MR装置」と呼ぶ)1は、マグネット2、テーブル3、受信RFコイル4などを有している。
受信RFコイル(以下、「受信コイル」と呼ぶ)4は、被検体13からの磁気共鳴信号を受信する。
勾配磁場電源7は、制御部5から受け取ったデータに基づいて、勾配コイル23に電流を供給する。
画像生成手段91は、設定手段90により設定されたスライスの画像を生成する。
特徴量計算手段92は、MR信号A(図8参照)の特徴量の値を計算する。
プロファイル生成手段93は、各スライスの位置と特徴量計算手段92が計算した特徴量の値との関係を表すプロファイルを生成する。
呼吸信号生成手段94は呼吸信号を生成する。呼吸信号生成手段94は、閾値計算手段941、特定手段942、および位置決定手段943などを有している。閾値計算手段941は、プロファイルに基づいて閾値th(図15参照)を計算する。特定手段942は、後述する式(3)を満たすときのスライスの位置を特定する。位置決定手段943は、肝臓の肺側の端部E1(図5参照)のz方向(頭尾方向)における位置を決定する。尚、呼吸信号生成手段94は、体動信号の信号値を求める手段に相当する。
判定手段95は、イメージングデータを画像再構成用のデータとして受け入れるか、それとも受入れを拒否するかを判定する。
図1に戻って説明を続ける。
MR装置1は、上記のように構成されている。
第1の形態では、ローカライズスキャンLSと、本スキャンMSとが実行される。
ローカライザスキャンLSは、被検体の肺および肝臓を含む部位の画像LDを取得するためのスキャンである。ローカライザスキャンLSでは、アキシャル画像、サジタル画像、コロナル画像が取得される。図4では、ローカライザスキャンLSにより取得された画像LDの一例として、コロナル画像が示されている。図4において、x方向、y方向、およびz方向は、それぞれ、RL方向(左右方向)、AP方向(前後方向)、およびSI方向(頭尾方向)に対応している。
本スキャンMSは、マルチスライス法により、2m枚のスライスL(z1)〜L(z2m)の画像を取得するためのスキャンである。本スキャンMSでは、先ず、期間P1において、シーケンス群G1が実行される。シーケンス群G1は、スライスL(z1)〜L(z2m)の画像を取得するためのシーケンスC1〜C2mを含んでいる。シーケンスC1〜C2mのうちの前半のシーケンスC1、C2、C3、・・・Cmは、それぞれ、奇数番目のスライスL(z1)、L(z3)、L(z5)、・・・L(z2m−1)の画像を取得するためのシーケンスである。一方、シーケンスC1〜C2mのうちの後半のシーケンスCm+1、Cm+2、Cm+3、・・・C2mは、それぞれ、偶数番目のスライスL(z2)、L(z4)、L(z6)、・・・L(z2m)の画像を取得するためのシーケンスである。
図7に戻って説明を続ける。
シーケンス群G1を実行する場合、制御部5(図1参照)は、シーケンスC1〜C2mに含まれているRFパルスのデータを送信器6に送り、シーケンスC1〜C2mに含まれている勾配パルスのデータを勾配磁場電源7に送る。送信器6は、制御部5から受け取ったデータに基づいてRFコイル24に電流を供給し、勾配磁場電源7は、制御部5から受け取ったデータに基づいて勾配コイル23に電流を供給する。したがって、RFコイル24はRFパルスを印加し、勾配コイル23は勾配パルスを印加する。シーケンスC1〜C2mが実行されることにより、スライスL(z1)〜L(z2m)の各々から、MR信号AおよびBが発生する。MR信号AおよびBは受信コイル4(図1参照)で受信される。受信コイル4は、MR信号AおよびBを受信し、MR信号AおよびBの情報を含むアナログ信号を出力する。受信器8は、受信コイル4から受け取った信号に対して、検波などの信号処理を行い、信号処理により得られたデータを処理装置9に出力する。
期間P2も、期間P1と同様に、奇数番目のスライスL(z1)、L(z3)、L(z5)、・・・L(z2m−1)のデータが順に収集され、その後に、偶数番目のスライスL(z2)、L(z4)、L(z6)、・・・L(z2m)のデータが順に収集される。したがって、シーケンス群G2を実行することにより、スライスL(zi)におけるナビゲータデータa(zi)およびイメージングデータb(zi)が得られる。期間P2のシーケンス群G2を実行することにより得られるイメージングデータb(z1)〜b(z2m)は、k空間におけるky=31のラインのデータとして使用される。
期間PVも、期間P1と同様に、奇数番目のスライスL(z1)、L(z3)、L(z5)、・・・L(z2m−1)のデータが順に収集され、その後に、偶数番目のスライスL(z2)、L(z4)、L(z6)、・・・L(z2m)のデータが順に収集される。したがって、シーケンス群GVを実行することにより、スライスL(zi)におけるナビゲータデータa(zi)およびイメージングデータb(zi)が得られる。期間PVのシーケンス群GVを実行することにより得られるイメージングデータb(z1)〜b(z2m)は、k空間におけるky=−32のラインのデータとして使用される。
ステップST1では、特徴量計算手段92(図2参照)が、期間P1において得られたナビゲータデータa(zi)に基づいて、スライスL(zi)から得られたMR信号Aの特徴量を計算する(図13参照)。
第1の形態では、特徴量計算手段92が、スライスL(zi)から得られたMR信号Aを表す波形の面積S(zi)を、MR信号Aの特徴量として計算する。図13では、面積S(zi)の例として、i=1、3、5、2m−1、2、4、6、2mにおける面積S(z1)、S(z3)、S(z5)、S(z2m−1)、S(z2)、S(z4)、S(z6)、S(z2m)が示されている。面積S(zi)を計算した後、ステップST2に進む。
プロファイル生成手段93は、各スライスの位置ziに、面積S(zi)を対応付ける。
肝臓の端部E1の近傍には、低信号の原因となる肺と、高信号の原因となる肝臓の組織が存在しているので、肝臓の端部E1の近傍では、面積S(zi)の値は急激に変化する。第1の形態では、この点に着目し、肝臓の端部E1の位置を求めるための面積S(zi)の閾値thを設定する。閾値thは、図15に示すように、面積S(zi)が急激に変化する範囲W内に設定されるようにする。
第1の形態では、閾値計算手段941は、以下の式を用いて閾値thを計算する。
th=(Smax−Smin)EF+Smin ・・・(1)
th=(Smax−Smin)0.4+Smin ・・・(2)
閾値thを計算した後、ステップST31に進む。
S(zi)≦th<S(zi+1) ・・・(3)
ここで、 S(zi):スライスの位置ziにおける面積
S(zi+1):スライスの位置zi+1における面積
th:閾値
i:1〜2m−1の間の整数
特徴量計算手段92は、スライスL(zi)から得られたMR信号Aを表す波形の面積S(zi)を、MR信号Aの特徴量として計算する。図17では、面積S(zi)の例として、i=1、3、5、2m−1、2、4、6、2mにおける面積S(z1)、S(z3)、S(z5)、S(z2m−1)、S(z2)、S(z4)、S(z6)、S(z2m)が示されている。面積S(zi)を計算した後、ステップST2に進む。
判定手段95(図2参照)は、先ず、呼吸信号Sres1に基づいて、被検体の特定の呼吸位相に相当する呼吸信号の信号値を求める。ここでは、特定の呼吸位相として、息の吐き終わりの呼吸位相を考える。したがって、判定手段95は、呼吸信号Sres1に基づいて、息の吐き終わりの呼吸位相に相当する呼吸信号の信号値を求める。呼吸信号Sres1は、息の吐き終わりでは大きくなり、息の吸い終わりでは小さくなる傾向があるので、呼吸信号Sres1の信号値の時間変化を解析することにより、息の吐き終わりの呼吸位相に相当する呼吸信号の信号値を求めることができる。図21では、呼吸信号Sres1は、信号値x0とx1との間で増減を繰り返しているので、信号値x0が、息の吐き終わりの呼吸位相に相当する信号値と考えることができる。そこで、判定手段95は、信号値x0を、息の吐き終わりの呼吸位相に相当する信号値と決定する。次に、判定手段95は、信号値x0とx1との差ΔDを求め、信号値x0を中心として、差ΔDのy%(例えば、y=60)の範囲AWを設定する。このようにして設定された範囲AWを、イメージングデータを画像再構成用のデータとして受け入れる許容範囲AWと定める。ここでは、判定手段95は、呼吸信号の信号値が許容範囲AWに含まれている場合、イメージングデータを受け入れると判断し、一方、呼吸信号の信号値が許容範囲AWに含まれていない場合、イメージングデータを拒否すると判断する。図21を参照すると、期間P1における信号値は許容範囲AWに含まれていないので、期間P1に収集されたイメージングデータb(z1)〜b(z2m)(図13参照)は拒否される。一方、期間P2の信号値は許容範囲AWに含まれているので、期間P2に収集されたイメージングデータb(z1)〜b(z2m)(図17参照)は受け入れると判断される。以下同様に、各期間の信号値が許容範囲AWに含まれているか否に応じて、イメージングデータを受け入れるか拒否するかを判断する。信号値が許容範囲AWに含まれている場合、肝臓の端部E1の位置のばらつきは十分に小さいと考えられるので、信号値が許容範囲AWに含まれているイメージングデータを受け入れることにより、体動アーチファクトを軽減することができる。
期間PV+1では、ky=32のイメージングデータを収集するためのシーケンスC1〜C2mを含むシーケンス群GV+1が実行される。シーケンスC1〜C2mを実行することにより、ナビゲータデータa(z1)〜a(z2m)とイメージングデータb(z1)〜b(z2m)とが再収集される。
第1の形態では、式(3)を満たすときのスライスの位置ziおよびzi+1を特定し、スライスの位置ziおよびzi+1のうち、S側の位置ziを、肝臓の端部E1の位置として検出している。しかし、スライス間隔F(図6参照)が広くなるほど、プロファイルのz方向の解像度が低くなるので、スライス間隔Fが広い場合、肝臓の端部E1の位置の検出精度が低くなることがある。そこで、第2の形態では、スライス間隔Fが広い場合でも、肝臓の端部E1の位置の検出精度を高くすることができる方法について説明する。
図25の上側には、スライスL(z1)〜L(z2m)と肝臓との位置関係が概略的に示されている。肝臓の端部E1は、スライスL(zi)の位置ziとスライスL(zi+1)の位置zi+1との間に存在している。また、スライスL(zi)およびスライスL(zi+1)は拡大して示されている。
Δz0=F ・・・(4)
図28には、時系列的に並ぶ多数のプロファイルのデータを表すデータセットD2が示されている。プロファイルごとに検出された肝臓の端部E1の位置を繋ぐことにより、呼吸信号Sres2が得られる。図28を参照すると、呼吸信号Sres2はスキャン開始直後から安定していることがわかる。また、呼吸信号Sres2は、呼吸信号Sres1(図20参照)よりも滑らかに変化しており、肝臓の端部E1の動きが、より反映されていることがわかる。
2 マグネット
3 テーブル
3a クレードル
4 受信コイル
5 制御部
6 送信器
7 勾配磁場電源
8 受信器
9 処理装置
10 記憶部
11 操作部
12 表示部
13 被検体
21 収容空間
22 超伝導コイル
23 勾配コイル
24 RFコイル
90 設定手段
91 画像生成手段
92 特徴量計算手段
93 プロファイル生成手段
94 呼吸信号生成手段
95 判定手段
941 閾値計算手段
942 特定手段
943 位置決定手段
Claims (16)
- 被検体の動く部位を含む第1の部位に設定され第1の方向に並ぶ複数のスライスの各々からMR信号を収集する磁気共鳴装置であって、
前記複数のスライスの各々から、前記被検体の体動情報を得るための第1のMR信号を収集するためのシーケンスを実行するスキャン手段と、
前記スライスごとに、前記第1のMR信号の特徴量を計算する計算手段と、
前記複数のスライスの各々の前記第1の方向における位置と、前記スライスごとに計算された前記特徴量の値との関係を表すプロファイルを生成するプロファイル生成手段と、
前記プロファイルに基づいて、前記動く部位の動きを表す体動信号の信号値を求める手段と、
を有し、
前記信号値を求める手段は、
以下の関係式が成り立つか否かを判断し、その判断結果に基づいて前記体動信号の信号値を求める、磁気共鳴装置。
S(zi)≦th<S(zi+1)
ここで、zi:前記複数のスライスのうちの一つのスライスの前記第1の方向における位置
zi+1:前記一つのスライスの隣のスライスの前記第1の方向における位置
S(zi):位置ziにおける前記特徴量の値
S(zi+1):位置zi+1における前記特徴量の値
th:前記第1の方向における位置を求めるための閾値 - 被検体の動く部位を含む第1の部位に設定され第1の方向に並ぶ複数のスライスの各々からMR信号を収集する磁気共鳴装置であって、
前記複数のスライスの各々から、前記被検体の体動情報を得るための第1のMR信号を収集するためのシーケンスを実行するスキャン手段と、
前記スライスごとに、前記第1のMR信号の特徴量を計算する計算手段と、
前記複数のスライスの各々の前記第1の方向における位置と、前記スライスごとに計算された前記特徴量の値との関係を表すプロファイルを生成するプロファイル生成手段と、
前記プロファイルに基づいて、前記動く部位の動きを表す体動信号の信号値を求める手段と、
を有し、
前記信号値を求める手段は、
以下の関係式が成り立つか否かを判断し、その判断結果に基づいて前記体動信号の信号値を求める、磁気共鳴装置。
S(zi)<th≦S(zi+1)
ここで、zi:前記複数のスライスのうちの一つのスライスの前記第1の方向における位置
zi+1:前記一つのスライスの隣のスライスの前記第1の方向における位置
S(zi):位置ziにおける前記特徴量の値
S(zi+1):位置zi+1における前記特徴量の値
th:前記第1の方向における位置を求めるための閾値 - 被検体の動く部位を含む第1の部位に設定され第1の方向に並ぶ複数のスライスの各々からMR信号を収集する磁気共鳴装置であって、
前記複数のスライスの各々から、前記被検体の体動情報を得るための第1のMR信号を収集するためのシーケンスを実行するスキャン手段と、
前記スライスごとに、前記第1のMR信号の特徴量を計算する計算手段と、
前記複数のスライスの各々の前記第1の方向における位置と、前記スライスごとに計算された前記特徴量の値との関係を表すプロファイルを生成するプロファイル生成手段と、
前記プロファイルに基づいて、前記動く部位の動きを表す体動信号の信号値を求める手段と、
を有し、
前記信号値を求める手段は、
以下の関係式が成り立つか否かを判断し、その判断結果に基づいて前記体動信号の信号値を求める、磁気共鳴装置。
S(zi)<th<S(zi+1)
ここで、zi:前記複数のスライスのうちの一つのスライスの前記第1の方向における位置
zi+1:前記一つのスライスの隣のスライスの前記第1の方向における位置
S(zi):位置ziにおける前記特徴量の値
S(zi+1):位置zi+1における前記特徴量の値
th:前記第1の方向における位置を求めるための閾値 - 前記信号値を求める手段は、
前記関係式が成り立つか否かを判定し、前記関係式が成り立たないと判定した場合、前記特徴量の値S(zi)およびS(zi+1)に含まれるiの値をインクリメントし、前記一つの関係式が成り立つか否かを判定する、請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。 - 前記信号値を求める手段は、
前記関係式が成り立つ場合、前記位置ziおよびzi+1のうちのいずれか一方の位置に基づいて、前記動く部位の位置を決定する位置決定手段を有し、
前記位置決定手段により決定された前記動く部位の位置が、前記体動信号の信号値として決定される、請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。 - 前記位置決定手段は、
前記関係式が成り立つ場合、前記位置ziおよびzi+1のうちのいずれか一方の位置を、前記動く部位の位置と決定する、請求項5に記載の磁気共鳴装置。 - 前記位置決定手段は、
前記関係式が成り立つ場合、前記位置ziおよびzi+1のうちのいずれか一方の位置における前記特徴量の値と前記閾値との差に基づいて、前記動く部位の位置を決定する、請求項5に記載の磁気共鳴装置。 - 前記位置決定手段は、
前記差に基づいて、前記一方の位置と前記動く部位の位置との間の位置ずれ量を計算し、前記一方の位置から前記位置ずれ量だけずれた位置を、前記動く部位の位置として決定する、請求項7に記載の磁気共鳴装置。 - 前記第1の部位と前記第1の部位に隣接する第2の部位とを含む撮影部位に、n枚のスライスを設定する設定手段を有する、請求項1〜8のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
- 前記n枚のスライスは、前記第1の部位に設定された前記複数のスライスと、前記第2の部位に設定された1枚以上のスライスとを含んでいる、請求項9に記載の磁気共鳴装置。
- 前記撮影部位は肝臓を含んでおり、
肝臓は、肺側に位置する第1の端部と、前記第1の端部よりも肺から離れた第2の端部とを有しており、
前記第1の部位は、肝臓の前記第1の端部を含んでおり、前記第2の部位は、肝臓の前記第2の端部を含んでいる、請求項9又は10に記載の磁気共鳴装置。 - 前記シーケンスは、前記複数のスライスの各々から、前記第1のMR信号の他に、前記被検体の画像情報を得るための第2のMR信号を収集するためのシーケンスである、請求項1〜11のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
- 前記体動信号は、呼吸情報を含む呼吸信号、又は心拍情報を含む心拍信号である、請求項1〜12のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
- 被検体の動く部位を含む第1の部位に設定され第1の方向に並ぶ複数のスライスの各々から、前記被検体の体動情報を得るための第1のMR信号を収集するためのシーケンスを実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記スライスごとに、前記第1のMR信号の特徴量を計算する計算処理と、
前記複数のスライスの各々の前記第1の方向における位置と、前記スライスごとに計算された前記特徴量の値との関係を表すプロファイルを生成するプロファイル生成処理と、
前記プロファイルに基づいて、前記動く部位の動きを表す体動信号の信号値を求める処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記信号値を求める処理は、
以下の関係式が成り立つか否かを判断し、その判断結果に基づいて前記体動信号の信号値を求める、プログラム。
S(zi)≦th<S(zi+1)
ここで、zi:前記複数のスライスのうちの一つのスライスの前記第1の方向における位置
zi+1:前記一つのスライスの隣のスライスの前記第1の方向における位置
S(zi):位置ziにおける前記特徴量の値
S(zi+1):位置zi+1における前記特徴量の値
th:前記第1の方向における位置を求めるための閾値 - 被検体の動く部位を含む第1の部位に設定され第1の方向に並ぶ複数のスライスの各々から、前記被検体の体動情報を得るための第1のMR信号を収集するためのシーケンスを実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記スライスごとに、前記第1のMR信号の特徴量を計算する計算処理と、
前記複数のスライスの各々の前記第1の方向における位置と、前記スライスごとに計算された前記特徴量の値との関係を表すプロファイルを生成するプロファイル生成処理と、
前記プロファイルに基づいて、前記動く部位の動きを表す体動信号の信号値を求める処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記信号値を求める処理は、
以下の関係式が成り立つか否かを判断し、その判断結果に基づいて前記体動信号の信号値を求める、プログラム。
S(zi)<th≦S(zi+1)
ここで、zi:前記複数のスライスのうちの一つのスライスの前記第1の方向における位置
zi+1:前記一つのスライスの隣のスライスの前記第1の方向における位置
S(zi):位置ziにおける前記特徴量の値
S(zi+1):位置zi+1における前記特徴量の値
th:前記第1の方向における位置を求めるための閾値 - 被検体の動く部位を含む第1の部位に設定され第1の方向に並ぶ複数のスライスの各々から、前記被検体の体動情報を得るための第1のMR信号を収集するためのシーケンスを実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記スライスごとに、前記第1のMR信号の特徴量を計算する計算処理と、
前記複数のスライスの各々の前記第1の方向における位置と、前記スライスごとに計算された前記特徴量の値との関係を表すプロファイルを生成するプロファイル生成処理と、
前記プロファイルに基づいて、前記動く部位の動きを表す体動信号の信号値を求める処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記信号値を求める処理は、
以下の関係式が成り立つか否かを判断し、その判断結果に基づいて前記体動信号の信号値を求める、プログラム。
S(zi)<th<S(zi+1)
ここで、zi:前記複数のスライスのうちの一つのスライスの前記第1の方向における位置
zi+1:前記一つのスライスの隣のスライスの前記第1の方向における位置
S(zi):位置ziにおける前記特徴量の値
S(zi+1):位置zi+1における前記特徴量の値
th:前記第1の方向における位置を求めるための閾値
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