JPH04246329A - 磁気共鳴装置 - Google Patents
磁気共鳴装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
て被検体の解剖学的情報や生化学的情報を得る磁気共鳴
装置に係り、特に静磁場分布の不均一性に起因する磁気
共鳴スペクトルの劣化を抑制し、かつ局所領域における
磁気共鳴スペクトルを高速に観測できる磁気共鳴装置に
関する。
は、画像及び磁気共鳴スペクトルの劣化要因となるため
、非常に高い静磁場均一性が要求される。特に、 1H
−MRS(プロトンの磁気共鳴スペクトロスコピー)に
おいては、化学シフトの範囲が狭いために0.1ppm
以下の磁場の均一性(スペクトル半値幅)が必要不可欠
である。このような高均一な静磁場を実現するために、
従来より主磁場を発生する主磁石とは別に不均一磁場成
分を相殺するための複数のシムコイルを設け、これらの
シムコイルに流す電流値、すなわちシム電流値を調整し
て磁場均一性を補正することが行なわれている。
めた磁気共鳴スペクトルイメージングの手順を示すフロ
ーチャートである。まず、初めに被検体内の磁場分布を
測定する(ステップ71)。次に、測定された磁場分布
をシムコイルが発生することのできる磁場成分に展開し
、次式(1) で表される係数a1 ,a2 ,…an
を求める(ステップ72)。
(・)+…+an Φn (・) △
B(・):静磁場不均一分布 Φi (
・):シムコイル特性関数
(1)ここで、シムコイルの発
生する磁場分布を表わす関数系Φi (・)は、直交す
るように選ばれており、通常、球面調和関数が用いられ
る。また、サフィックス(・)は関数系を記述する座標
の帰属を表わしており、例えばデカルト座標系、球座標
系が選ばれる。
a2 ,…an をシム電流値に換算しそれに従ってシ
ムコイル電源を制御する(ステップ73〜74)。これ
により静磁場不均一性を相殺した後、磁気共鳴信号を収
集し、磁気共鳴スペクトルを再構成して観測を行う(ス
テップ75〜76)。
まり(1) 式で表わされる係数a1 ,a2 ,…a
n を求めるには多くの場合、最小2乗規範あるいはチ
ェビシェフノルム規範が評価関数として用いられ、測定
された磁場分布の全てのデータを考慮して行われる。こ
のため、図6(a)に示すように磁気共鳴スペクトルを
観測しようとする領域(これを関心領域という)、換言
すれば本来磁場を均一にしたい領域61(例えば脳領域
)の近傍に磁場不均一性の大きな領域62(例えば眼球
、鼻腔)が存在する場合には、領域62の磁場均一性を
高めるような展開係数が算出されてしまい、領域61の
磁場均一性が改善されないことがある。実際、脳領域の
磁気共鳴スペクトルを観測する場合に、眼球や鼻腔の近
傍では磁場の不均一性が極端に大きいため、頭部全域の
磁場分布測定データを用いて関心領域の磁場均一性を補
正することは困難であった。関心領域内に磁場不均一性
の大きな領域が局所的に存在している場合も、同様の問
題が生じる。
技術では、磁気共鳴スペクトルを観測すべき関心領域の
近傍や関心領域内部に局所的に磁場不均一性の大きな領
域が存在する場合には、関心領域の磁場均一性を改善す
ることが難しいという問題があった。
うとする関心領域の近傍またはその内部に局所的に大き
な磁場不均一性が存在する場合でも、関心領域の磁場均
一性を効果的に改善でき、磁場不均一性の影響による劣
化が少ない磁気共鳴スペクトルが得られる磁気共鳴装置
を提供することを目的とする。
め、本発明は磁気共鳴信号によって測定された静磁場の
磁場分布のデータから、被検体内の磁気共鳴スペクトル
を観測すべき関心領域の磁場分布データのみを抽出し、
この関心領域の磁場分布に従ってシムコイルに流すべき
電流値を算出し、その電流値に従ってシムコイルに供給
する電流を制御することにより磁場均一性の補正を行う
ことを特徴とする。
処理手法の一つである領域拡大法を適用することにより
、磁場均一性が特に大きい領域を除去することで、関心
領域のみの磁場分布データを抽出するようにしてもよい
。
、例えば観測される磁気共鳴スペクトルのピークのずれ
、またはスペクトル線幅の広がり、再構成画像の位相歪
みまたは空間的な歪み、あるいは濃度値の歪みを利用し
て行われる。
の形状および大きさは任意であり、その設定は例えば予
め得られた再構成画像に基づいて手動で、または画像処
理手法の一つである領域拡大法を用いて自動的に行われ
る。
出して、関心領域の磁場均一性補正を行うことにより、
関心領域の近傍や、関心領域の内部に局所的に存在する
大きな磁場不均一性の影響を受けず、関心領域の磁場均
一性が効果的に改善される。これにより磁場不均一性の
影響による劣化が少ない磁気共鳴スペクトルが得られる
。
に説明する。図1は本発明の一実施例に係る磁気共鳴装
置の構成を示すブロック図である。
発生するための主磁石11、主磁石電源12、直交する
三軸x,y,zの方向にそれぞれ線形の勾配磁場分布を
持つ勾配磁場を生成するための複数の勾配コイルを含む
勾配コイル系12、勾配コイル電源13、複数のシムコ
イルを含むシムコイル系14、シムコイル電源15、高
周波磁場の印加と磁気共鳴信号の検出のための高周波プ
ローブ16、プローブ16に高周波信号を供給する送信
器17、プローブ16で検出された磁気共鳴信号を受信
し、検波および増幅する受信器18、シーケンスコント
ローラ19およびCPU/メモリ20によって構成され
る。
不均一性は、シムコイル系14によって相殺される。シ
ムコイル系14に流す電流(シム電流)を供給するため
のシムコイル電源15は、関心領域の磁場均一性を補正
するために、CPU/メモリ20に格納されたデータに
基づきシーケンスコントローラ19によって制御される
。
により説明する。図2は磁場均一性補正を含めた磁気共
鳴スペクトルイメージングの手順を示すフローチャート
を示している。
して磁場分布データを取得する(ステップ21)。この
磁場分布測定には、例えば図3に示すパルスシーケンス
に基づくCSI(化学シフトイメージング)の手法を用
いることができる。図3において、RFは高周波磁場、
Gz,Gy,Gxは直交する三方向に印加される勾配磁
場、SIGは磁気共鳴信号をそれぞれ示している。これ
らの記号の意味は、後述する全てのパルスシーケンスに
ついて共通である。図3に示すCSIパルスシーケンス
は、例えば水プロトンの共鳴周波数のずれが磁場不均一
性に比例すること、あるいはスペクトルの線幅が磁場不
均一性に比例して広がることを利用するものである。但
し、図3では3D−CSIにおけるパルスシーケンスを
示しているが、4D−CSIを用いて行うこともできる
。
スシーケンスに従って、再構成された画像の位相情報が
磁場不均一性の影響を反映することを利用して磁場の不
均一分布を求めることも可能である。なお、図4は特定
のスライス面における磁場不均一分布を求めるパルスシ
ーケンスを示しているが、マルチスライス手法のような
3D空間における測定も同様の原理に基づき容易に行う
ことができる。
ーケンスのように、90°パルスと180°パルスとの
間隔t1と、180°パルスとエコーピークとの間隔t
2が等しいと磁場の不均一性が相殺されるため、理想的
には再構成される画像は位相情報を持たない。これに対
し、図5のようにt1とt2が等しくない場合には、磁
場不均一性が両者の時間差t2−t1=Δtに応じた位
相情報として再構成画像に反映されるため、磁場分布を
空間的にマッピングすることができる。実際には図4お
よび図5のパルスシーケンスともシステムに依存した位
相情報を再構成画像に含むため、この位相情報の影響を
除去するため、図4のパルスシーケンスで得られた再構
成画像の位相情報と図5のパルスシーケンスで得られた
再構成画像の位相情報との差を基に磁場分布が正確に算
出される。
再構成画像の振幅情報と、位相情報(磁場分布データ)
の一例を示している。この図は生体頭部の例であり、こ
こでは脳領域61の磁気共鳴スペクトルを観測するもの
とする。同図(a)(b)に示すように、磁場分布は眼
球や鼻腔近傍の領域62において均一性が極端に悪化し
ている。従って、これような領域62と関心領域である
脳領域61および他の領域を含めた頭部全体の磁場均一
性を補正するために、最小二乗法等を用いてシム電流値
を決定したのでは、肝心の脳領域61の磁場均一性を改
善することは困難となる。そこで、本実施例では例えば
脳領域61のみの磁場分布を抽出してシム電流値を算出
する。
ペクトルを観測すべき関心領域を予め取得された画像か
ら設定する(ステップ22)。この関心領域の設定は、
例えば医師または技師がカーソル、マウスなどのポイン
ティングデバイスその他の入力装置を用いて画面上で設
定する方法を用いることができる。また、他の方法とし
て画像処理手法の一つである領域拡大法を用いて関心領
域のみを自動的に抽出・設定することも可能である。
ータのうち、ステップ22で設定された関心領域のみの
磁場分布のデータを抽出する(ステップ23)。そして
、この関心領域のみの磁場分布データをシムコイルによ
り発生できる磁場成分に展開して、式(1)に示した展
開係数a1 ,a2 ,…an を求め(ステップ24
)、それに基づいて関心領域の磁場不均一性を相殺する
のに必要なシム電流値を算出する(ステップ25)。こ
の求めたシム電流値のデータは、例えばCPU/メモリ
20に記憶しておくことが望ましい。
る場合、CPU/メモリ20からシム電流値のデータを
読出し、それに基づいてシムコイル電源15を制御する
(ステップ26)。これにより関心領域の磁場不均一性
を補正しながら、磁気共鳴信号を収集する(ステップ2
7)。そして、この磁気共鳴信号から磁気共鳴スペクト
ルを再構成する(ステップ28)。
、領域拡大法を用いて関心領域を自動設定すると、関心
領域の磁場の高均一化が達成されるばかりでなく、磁場
均一性調整の高速化が達成される。
(磁場不均一分布)に適用することで、磁場均一性の極
端に悪化した部分の磁場分布を除去することができる。 これにより、例えば脳領域61内にありながら眼球等の
影響を受けて磁場均一性が悪くなっている部分の磁場分
布データによる磁場均一性の誤調整を回避することがで
きる。これは位相分布に領域拡大法を適用することが、
磁場不均一性の大きな領域にマスキングを施すことと等
価であるためである。
際、磁気共鳴スペクトルを観測しようとする関心領域の
みの磁場分布データを抽出し、それに基づいて関心領域
のみについて磁場均一性補正を行うことによって、関心
領域の近傍またはその内部に局所的に大きな磁場不均一
性が存在する場合でも、関心領域の磁場均一性を効果的
に改善でき、磁場不均一性に起因する画像の歪みやスペ
クトルの劣化を抑制することができる。
抽出を自動的に行うことにより、磁場均一性補正の高速
化を達成することも可能となる。
示すブロック図
共鳴スペクトルイメージングの手順を示すフローチャー
ト
シーケンスを示す図
パルスシーケンスを示す図
スシーケンスを示す図
び位相画像を示す図
共鳴スペクトルイメージングの手順を示すフローチャー
ト。
11…主磁石電源 12…勾配コイル系
13…勾配コイル電源 14…シムコイル系
15…シムコイル電源 17…送信器
18…受信器19…シーケンスコントローラ
20…CPU/メモリ
Claims (2)
- 【請求項1】一様な静磁場中に配置された被検体に高周
波磁場と勾配磁場を所定のパルスシーケンスに従って印
加して被検体からの磁気共鳴信号を収集し、磁気共鳴ス
ペクトルを観測する磁気共鳴装置において、前記静磁場
の磁場均一性を調整するための複数のシムコイルと、前
記磁気共鳴信号から前記静磁場の磁場分布を測定して磁
場分布データを得る測定手段と、この測定手段により得
られた磁場分布データから、前記被検体内の前記磁気共
鳴スペクトルを観測すべき関心領域の磁場分布データを
抽出する抽出手段と、この抽出手段により抽出された前
記関心領域の磁場分布データに従って前記シムコイルに
流すべき電流値を算出する電流値算出手段と、この電流
値算出手段により算出された電流値に従って前記シムコ
イルに供給する電流を制御する制御手段とを具備するこ
とを特徴とする磁気共鳴装置。 - 【請求項2】一様な静磁場中に配置された被検体に高周
波磁場と勾配磁場を所定のパルスシーケンスに従って印
加して被検体からの磁気共鳴信号を収集し、磁気共鳴ス
ペクトルを観測する磁気共鳴装置において、前記静磁場
の磁場均一性を調整するための複数のシムコイルと、前
記磁気共鳴信号から前記静磁場の磁場分布を測定して磁
場分布データを得る測定手段と、この測定手段により得
られた磁場分布データに対して領域拡大法を適用するこ
とにより、磁場不均一性が大きい領域の磁場分布データ
を除去して、前記被検体内の前記磁気共鳴スペクトルを
観測すべき関心領域の磁場分布データを抽出する抽出手
段と、この抽出手段により抽出された前記関心領域の磁
場分布データに従って前記シムコイルに流すべき電流値
を算出する電流値算出手段と、この電流値算出手段によ
り算出された電流値に従って前記シムコイルに供給する
電流を制御する制御手段とを具備することを特徴とする
磁気共鳴装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03031687A JP3130544B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 磁気共鳴装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03031687A JP3130544B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 磁気共鳴装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04246329A true JPH04246329A (ja) | 1992-09-02 |
JP3130544B2 JP3130544B2 (ja) | 2001-01-31 |
Family
ID=12337999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03031687A Expired - Lifetime JP3130544B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 磁気共鳴装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3130544B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7514929B2 (en) | 2006-01-16 | 2009-04-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic resonance imaging apparatus and static magnetic field correction method |
-
1991
- 1991-01-31 JP JP03031687A patent/JP3130544B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7514929B2 (en) | 2006-01-16 | 2009-04-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic resonance imaging apparatus and static magnetic field correction method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3130544B2 (ja) | 2001-01-31 |
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