JPH11290288A - 磁気共鳴診断装置 - Google Patents
磁気共鳴診断装置Info
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- JPH11290288A JPH11290288A JP10097823A JP9782398A JPH11290288A JP H11290288 A JPH11290288 A JP H11290288A JP 10097823 A JP10097823 A JP 10097823A JP 9782398 A JP9782398 A JP 9782398A JP H11290288 A JPH11290288 A JP H11290288A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】イメージングRFパルスのパワーの調整時間を
大幅に短縮でき、安定した高精度のRFパワー調整を自
動的に行い、高品質のMR画像を得る。 【解決手段】被検体のスライス面の原子核スピンを励起
用およびリフォーカス用のRFパルスで励起およびリフ
ォーカスする。このときスライス方向の傾斜磁場パルス
を印加する。これらのRFパルスは共に、スピンの励起
角度を空間的に傾斜させるパワー条件を有する傾斜プロ
ファイルRFパルスである。この一連のRFパルスの印
加に伴う磁気的励起に拠るMR信号を収集する手段と、
MR信号をスライス方向に分解して当該MR信号が最大
になるスライス位置に対応した励起角度を算出する手段
と、この励起角度に基づきMR信号が最大になるよう
に、その後に印加するイメージング用RFパルスの強度
可変用の要素(例えば送信器のアッテネータの減衰率)
を自動的に制御する手段とを備える。
大幅に短縮でき、安定した高精度のRFパワー調整を自
動的に行い、高品質のMR画像を得る。 【解決手段】被検体のスライス面の原子核スピンを励起
用およびリフォーカス用のRFパルスで励起およびリフ
ォーカスする。このときスライス方向の傾斜磁場パルス
を印加する。これらのRFパルスは共に、スピンの励起
角度を空間的に傾斜させるパワー条件を有する傾斜プロ
ファイルRFパルスである。この一連のRFパルスの印
加に伴う磁気的励起に拠るMR信号を収集する手段と、
MR信号をスライス方向に分解して当該MR信号が最大
になるスライス位置に対応した励起角度を算出する手段
と、この励起角度に基づきMR信号が最大になるよう
に、その後に印加するイメージング用RFパルスの強度
可変用の要素(例えば送信器のアッテネータの減衰率)
を自動的に制御する手段とを備える。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検体の原子核ス
ピンを磁気共鳴させて得たMR信号に基づきMR画像や
MRスペクトルを得る磁気共鳴診断装置に係り、とく
に、磁気共鳴現象を起こさせるRF(高周波)信号の強
度(RFパワー)を診断毎に調整する自動パワー制御
(Auto Power Control:APC)の機能の改善に関する。
ピンを磁気共鳴させて得たMR信号に基づきMR画像や
MRスペクトルを得る磁気共鳴診断装置に係り、とく
に、磁気共鳴現象を起こさせるRF(高周波)信号の強
度(RFパワー)を診断毎に調整する自動パワー制御
(Auto Power Control:APC)の機能の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気共鳴現象を利用した診断装置は、静
磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをそのラーモア
周波数のRF(高周波)パルスで磁気的に励起し、この
励起に伴って発生するMR信号からMR画像やMRスペ
クトルを得る装置である。
磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをそのラーモア
周波数のRF(高周波)パルスで磁気的に励起し、この
励起に伴って発生するMR信号からMR画像やMRスペ
クトルを得る装置である。
【0003】静磁場によって熱平衡状態にある原子核ス
ピンにRFパルスを印加すると、原子核スピンはある角
度だけ傾く。この角度は「フリップ角」と呼ばれ、画質
を左右する重要なパラメータである。このフリップ角は
RFパルスを印加するRFコイルの負荷条件によって変
動する。このため、被検体が変わったり、或いは同一被
検体であってもRFコイルと被検体の位置関係が変わっ
た場合、フリップ角を適正値に設定するためのRFパル
スのパワー調整が必要になる。この調整作業は、磁気共
鳴イメージングの画像作成用のデータ収集のためのスキ
ャン(以下、本スキャンという)に先立って行う必要が
ある。
ピンにRFパルスを印加すると、原子核スピンはある角
度だけ傾く。この角度は「フリップ角」と呼ばれ、画質
を左右する重要なパラメータである。このフリップ角は
RFパルスを印加するRFコイルの負荷条件によって変
動する。このため、被検体が変わったり、或いは同一被
検体であってもRFコイルと被検体の位置関係が変わっ
た場合、フリップ角を適正値に設定するためのRFパル
スのパワー調整が必要になる。この調整作業は、磁気共
鳴イメージングの画像作成用のデータ収集のためのスキ
ャン(以下、本スキャンという)に先立って行う必要が
ある。
【0004】このパワー調整は自動パワー制御(AP
C)として知られており、すでに幾つかの手法が知られ
ている。この1つに、特開平61−191949号記載
の手法がある。この技術は、RFパワーを順次変化させ
て関心領域のMR信号を繰り返し収集し、その信号値が
最大になる条件を求め、その最大条件のときのRFパワ
ー強度で本スキャンを実行させるもので、スライス位置
を一定にした最も一般的な方法である。また別の手法
は、例えば特開平5−23317号で提案されている、
上述の収集をマルチスライス化したものである。いずれ
の手法においても、RFパワーの強度を変化させるに
は、例えばアッテネータを採用してその減衰率を変化さ
せたり、シーケンサが指令して送信機からRFコイルに
出力するRFパルス波形そのものを変化させることで行
われる。
C)として知られており、すでに幾つかの手法が知られ
ている。この1つに、特開平61−191949号記載
の手法がある。この技術は、RFパワーを順次変化させ
て関心領域のMR信号を繰り返し収集し、その信号値が
最大になる条件を求め、その最大条件のときのRFパワ
ー強度で本スキャンを実行させるもので、スライス位置
を一定にした最も一般的な方法である。また別の手法
は、例えば特開平5−23317号で提案されている、
上述の収集をマルチスライス化したものである。いずれ
の手法においても、RFパワーの強度を変化させるに
は、例えばアッテネータを採用してその減衰率を変化さ
せたり、シーケンサが指令して送信機からRFコイルに
出力するRFパルス波形そのものを変化させることで行
われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た公報記載の自動パワー制御法は、パワー調整に必要な
時間(パワー調整時間)の短縮化の点で物足りないとい
う現状にあった。
た公報記載の自動パワー制御法は、パワー調整に必要な
時間(パワー調整時間)の短縮化の点で物足りないとい
う現状にあった。
【0006】例えば上述した特開昭61−191949
号記載の自動パワー制御法によれば、あるRFパワー強
度でMR信号を収集した後、次のRFパワー強度に設定
して収集するには、一度励起された面内スピンが縦緩和
に関して十分に回復するまで待たなければならない。こ
のため、信号収集サイクルを大幅に短縮して高速化を図
ることは難しく、通常、1秒またはそれ以上の待ち時間
を置いて測定がなされる。カーブフィッティング法など
を用いることで測定点を減らすことはできるが、その場
合でも、自動パワー制御全体では数秒から十数秒のパワ
ー調整時間が必要であった。
号記載の自動パワー制御法によれば、あるRFパワー強
度でMR信号を収集した後、次のRFパワー強度に設定
して収集するには、一度励起された面内スピンが縦緩和
に関して十分に回復するまで待たなければならない。こ
のため、信号収集サイクルを大幅に短縮して高速化を図
ることは難しく、通常、1秒またはそれ以上の待ち時間
を置いて測定がなされる。カーブフィッティング法など
を用いることで測定点を減らすことはできるが、その場
合でも、自動パワー制御全体では数秒から十数秒のパワ
ー調整時間が必要であった。
【0007】また、上述した後者の特開平5−2331
7号記載の手法の場合、マルチスライス化するから、上
述した縦緩和の回復待ちの時間が不要になり、ある程
度、例えば300msec程度(この場合でも、スライ
ス毎のプロトン密度補正の時間を含めると600mse
c程度)まで時間短縮可能ではあるが、それでも10回
程度の繰り返し収集により、まだ相当に長い時間が必要
であった。
7号記載の手法の場合、マルチスライス化するから、上
述した縦緩和の回復待ちの時間が不要になり、ある程
度、例えば300msec程度(この場合でも、スライ
ス毎のプロトン密度補正の時間を含めると600mse
c程度)まで時間短縮可能ではあるが、それでも10回
程度の繰り返し収集により、まだ相当に長い時間が必要
であった。
【0008】このようにパワー調整時間が長いと、被検
者が動いていたり、また診断部位が動いている場合、M
R信号の収集位置がパワー調整中に移動することにな
り、安定した高精度のRFパワーの調整ができないとい
う重大な不都合がある。この調整が適切でない場合、フ
リップ角が所望の値にならないことから、結局、MR画
像の品質劣化を余儀なくされる。
者が動いていたり、また診断部位が動いている場合、M
R信号の収集位置がパワー調整中に移動することにな
り、安定した高精度のRFパワーの調整ができないとい
う重大な不都合がある。この調整が適切でない場合、フ
リップ角が所望の値にならないことから、結局、MR画
像の品質劣化を余儀なくされる。
【0009】一方、磁気共鳴診断においても、寝台移
動、すなわち被検体の移動を伴う撮像やインターベンシ
ョナル撮影など、被検体とRFコイルの位置関係を変化
させながら連続的にスキャンする撮像が今後の潮流にな
りつつある。この種の撮像にとっては、RFパルスのパ
ワーもその都度、撮像部位の変更に合わせて行う必要が
出てくる。このため、パワー調整時間が長いと、撮像に
要する全体の時間もそれだけ長くなってしまい、良好な
患者スループットを得ることはできない。
動、すなわち被検体の移動を伴う撮像やインターベンシ
ョナル撮影など、被検体とRFコイルの位置関係を変化
させながら連続的にスキャンする撮像が今後の潮流にな
りつつある。この種の撮像にとっては、RFパルスのパ
ワーもその都度、撮像部位の変更に合わせて行う必要が
出てくる。このため、パワー調整時間が長いと、撮像に
要する全体の時間もそれだけ長くなってしまい、良好な
患者スループットを得ることはできない。
【0010】本発明は、上述した従来の自動パワー制御
法が抱える未解決の問題を改善するためになされたもの
で、RFパルスのパワーの調整時間を従来よりも大幅に
短縮でき、これにより、安定した高精度のRFパワー調
整を自動的に行い、強いては、高品質のMR画像を得る
とともに、被検体とRFコイルの位置関係を変化させな
がら連続的にスキャンする撮像にも容易に適用できるR
Fパルスの自動パワー制御法を提供することを、その目
的とする。
法が抱える未解決の問題を改善するためになされたもの
で、RFパルスのパワーの調整時間を従来よりも大幅に
短縮でき、これにより、安定した高精度のRFパワー調
整を自動的に行い、強いては、高品質のMR画像を得る
とともに、被検体とRFコイルの位置関係を変化させな
がら連続的にスキャンする撮像にも容易に適用できるR
Fパルスの自動パワー制御法を提供することを、その目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
め、本願の第1の発明に係る磁気共鳴診断装置によれ
ば、被検体の特定スライス面の原子核スピンを、この原
子核スピンの励起角度が空間的に不均一になるパワー条
件を有するRFパルスを少なくとも用いて磁気的に励起
することにより当該励起に伴うMR信号を収集する信号
収集手段と、前記MR信号をスライス方向に分解して当
該MR信号が最大になるスライス位置に対応した前記励
起角度を算出する励起角算出手段と、この励起角度に基
づき前記MR信号が最大になるようにイメージング用R
Fパルスの強度可変用の要素を自動的に制御する制御手
段とを備えたことを特徴とする。
め、本願の第1の発明に係る磁気共鳴診断装置によれ
ば、被検体の特定スライス面の原子核スピンを、この原
子核スピンの励起角度が空間的に不均一になるパワー条
件を有するRFパルスを少なくとも用いて磁気的に励起
することにより当該励起に伴うMR信号を収集する信号
収集手段と、前記MR信号をスライス方向に分解して当
該MR信号が最大になるスライス位置に対応した前記励
起角度を算出する励起角算出手段と、この励起角度に基
づき前記MR信号が最大になるようにイメージング用R
Fパルスの強度可変用の要素を自動的に制御する制御手
段とを備えたことを特徴とする。
【0012】例えば、前記信号収集手段は、シングルエ
コーのスピンエコー法によるパルスシーケンスを実行す
る実行手段を有し、このパルスシーケンスの励起用RF
パルスおよびリフォーカス用RFパルスを共に前記励起
角度が空間的に不均一になるパワー条件を有するRFパ
ルスで構成される。また別の態様によれば、前記信号収
集手段は、シングルエコーのフィールドエコー法による
パルスシーケンスを実行する実行手段を有し、このパル
スシーケンスの励起用RFパルスを前記励起角度が空間
的に不均一になるパワー条件を有するRFパルスで構成
される。さらに前記制御手段は、前記励起角度と前記ス
ライス面の基準スライス位置における原子核スピンの励
起角度との比を演算する手段と、前記イメージング用R
Fパルスの強度可変のファクタを前記比に応じて制御す
る手段とを備えてもよい。
コーのスピンエコー法によるパルスシーケンスを実行す
る実行手段を有し、このパルスシーケンスの励起用RF
パルスおよびリフォーカス用RFパルスを共に前記励起
角度が空間的に不均一になるパワー条件を有するRFパ
ルスで構成される。また別の態様によれば、前記信号収
集手段は、シングルエコーのフィールドエコー法による
パルスシーケンスを実行する実行手段を有し、このパル
スシーケンスの励起用RFパルスを前記励起角度が空間
的に不均一になるパワー条件を有するRFパルスで構成
される。さらに前記制御手段は、前記励起角度と前記ス
ライス面の基準スライス位置における原子核スピンの励
起角度との比を演算する手段と、前記イメージング用R
Fパルスの強度可変のファクタを前記比に応じて制御す
る手段とを備えてもよい。
【0013】また、本願の第2の発明に係る磁気共鳴診
断装置によれば、被検体の特定スライス面の原子核スピ
ンを、この原子核スピンの励起角度が空間的に均一にな
るパワー条件を有する第1のRFパルスを用いて磁気的
に励起することにより当該励起に伴う第1のMR信号を
収集する第1の信号収集手段と、この第1のMR信号を
スライス方向に分解して第1のデータを得る第1の信号
処理手段と、前記特定スライス面の原子核スピンを、こ
の原子核スピンの励起角度が空間的に異なる不均一なパ
ワー条件を有する第2のRFパルスを用いて磁気的に励
起することにより当該励起に伴う第2のMR信号を収集
する第2の信号収集手段と、この第2のMR信号をスラ
イス方向に分解して第2のデータを得る第2の信号処理
手段と、前記第1のデータを前記第2のデータで補正す
る補正手段と、この補正データに基づいてMR信号が最
大になるようにイメージング用RFパルスの強度可変用
の要素を自動的に制御する制御手段とを備えたことを特
徴とする。
断装置によれば、被検体の特定スライス面の原子核スピ
ンを、この原子核スピンの励起角度が空間的に均一にな
るパワー条件を有する第1のRFパルスを用いて磁気的
に励起することにより当該励起に伴う第1のMR信号を
収集する第1の信号収集手段と、この第1のMR信号を
スライス方向に分解して第1のデータを得る第1の信号
処理手段と、前記特定スライス面の原子核スピンを、こ
の原子核スピンの励起角度が空間的に異なる不均一なパ
ワー条件を有する第2のRFパルスを用いて磁気的に励
起することにより当該励起に伴う第2のMR信号を収集
する第2の信号収集手段と、この第2のMR信号をスラ
イス方向に分解して第2のデータを得る第2の信号処理
手段と、前記第1のデータを前記第2のデータで補正す
る補正手段と、この補正データに基づいてMR信号が最
大になるようにイメージング用RFパルスの強度可変用
の要素を自動的に制御する制御手段とを備えたことを特
徴とする。
【0014】好適な1つの態様として、前記第1および
第2の信号収集手段は、共通の2エコーのスピンエコー
法によるパルスシーケンスを実行する中で信号収集する
手段であって、前記第1の信号収集手段は励起用RFパ
ルスおよび最初のリフォーカス用RFパルスに拠るエコ
ー信号を前記第1のMR信号として収集する手段であ
り、かつ、前記第2の信号収集手段は2番目のリフォー
カス用RFパルスに拠るエコー信号を前記第2のMR信
号として収集する手段であり、前記励起用RFパルスお
よび最初のリフォーカス用RFパルスを前記第1のRF
パルスで構成し、かつ、前記2番目のリフォーカス用R
Fパルスを前記第2のRFパルスで構成したものを挙げ
ることができる。
第2の信号収集手段は、共通の2エコーのスピンエコー
法によるパルスシーケンスを実行する中で信号収集する
手段であって、前記第1の信号収集手段は励起用RFパ
ルスおよび最初のリフォーカス用RFパルスに拠るエコ
ー信号を前記第1のMR信号として収集する手段であ
り、かつ、前記第2の信号収集手段は2番目のリフォー
カス用RFパルスに拠るエコー信号を前記第2のMR信
号として収集する手段であり、前記励起用RFパルスお
よび最初のリフォーカス用RFパルスを前記第1のRF
パルスで構成し、かつ、前記2番目のリフォーカス用R
Fパルスを前記第2のRFパルスで構成したものを挙げ
ることができる。
【0015】また別の態様によれば、前記第1および第
2の信号収集手段は共に、前記各RFパルスの印加と並
行してスライス方向傾斜磁場を印加する手段であって、
この第2の信号収集手段は前記2番目のリフォーカス用
RFパルスを印加するときの前記スライス方向傾斜磁場
に疑似エコーを除去するための磁場パルスを重畳する手
段である。
2の信号収集手段は共に、前記各RFパルスの印加と並
行してスライス方向傾斜磁場を印加する手段であって、
この第2の信号収集手段は前記2番目のリフォーカス用
RFパルスを印加するときの前記スライス方向傾斜磁場
に疑似エコーを除去するための磁場パルスを重畳する手
段である。
【0016】さらに、本願の第3の発明に係る磁気共鳴
診断装置は、被検体の特定スライス面の原子核スピン
を、この原子核スピンの励起角度が所望範囲で空間的に
不均一になるパワー条件を有するRFパルスを少なくと
も用いて磁気的に励起することにより当該励起に伴うM
R信号を収集する信号収集手段と、前記MR信号をスラ
イス方向に分解して当該MR信号が最大になるスライス
位置に対応した前記励起角度を算出する励起角算出手段
と、前記信号収集手段と励起角算出手段の動作を前記励
起角度の所望範囲を狭めながら複数回実行させて最終回
で求められた当該励起角度に基づき前記MR信号が最大
になるようにイメージング用RFパルスの強度可変用の
要素を自動的に制御する制御手段とを備えたことを特徴
とする。
診断装置は、被検体の特定スライス面の原子核スピン
を、この原子核スピンの励起角度が所望範囲で空間的に
不均一になるパワー条件を有するRFパルスを少なくと
も用いて磁気的に励起することにより当該励起に伴うM
R信号を収集する信号収集手段と、前記MR信号をスラ
イス方向に分解して当該MR信号が最大になるスライス
位置に対応した前記励起角度を算出する励起角算出手段
と、前記信号収集手段と励起角算出手段の動作を前記励
起角度の所望範囲を狭めながら複数回実行させて最終回
で求められた当該励起角度に基づき前記MR信号が最大
になるようにイメージング用RFパルスの強度可変用の
要素を自動的に制御する制御手段とを備えたことを特徴
とする。
【0017】さらにまた、本願の第4の発明に係る磁気
共鳴診断装置は、被検体の所望イメージング領域をパル
スシーケンスにしたがってスキャンするスキャン手段
と、このスキャンに先だって、前記パルスシーケンスの
一部として印加するRFパルスのパワーを前記イメージ
ング領域とは異なる別領域からMR信号を収集して自動
的に制御する自動パワー制御手段とを備える。
共鳴診断装置は、被検体の所望イメージング領域をパル
スシーケンスにしたがってスキャンするスキャン手段
と、このスキャンに先だって、前記パルスシーケンスの
一部として印加するRFパルスのパワーを前記イメージ
ング領域とは異なる別領域からMR信号を収集して自動
的に制御する自動パワー制御手段とを備える。
【0018】この第4の発明の構成において、好適に
は、前記自動パワー制御手段は、前記被検体の前記別領
域としてスライス面の原子核スピンを、この原子核スピ
ンの励起角度が空間的に不均一になるパワー条件を有す
るRFパルスを少なくとも用いて磁気的に励起すること
により当該励起に伴うMR信号を収集する信号収集手段
と、前記MR信号をスライス方向に分解して当該MR信
号が最大になるスライス位置に対応した前記励起角度を
算出する励起角算出手段と、この励起角度に基づき前記
MR信号が最大になるように制御情報を算出する制御情
報算出手段と、この制御情報により前記パルスシーケン
スのRFパルスの強度可変用の要素を自動的に制御する
制御手段とを備える。また、前記イメージング領域のR
Fパワー強度と前記別領域のRFパワー強度との比に応
じて前記制御情報を補正する補正手段を付加的に備えて
もよい。
は、前記自動パワー制御手段は、前記被検体の前記別領
域としてスライス面の原子核スピンを、この原子核スピ
ンの励起角度が空間的に不均一になるパワー条件を有す
るRFパルスを少なくとも用いて磁気的に励起すること
により当該励起に伴うMR信号を収集する信号収集手段
と、前記MR信号をスライス方向に分解して当該MR信
号が最大になるスライス位置に対応した前記励起角度を
算出する励起角算出手段と、この励起角度に基づき前記
MR信号が最大になるように制御情報を算出する制御情
報算出手段と、この制御情報により前記パルスシーケン
スのRFパルスの強度可変用の要素を自動的に制御する
制御手段とを備える。また、前記イメージング領域のR
Fパワー強度と前記別領域のRFパワー強度との比に応
じて前記制御情報を補正する補正手段を付加的に備えて
もよい。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係る磁
気共鳴診断装置としてのMRI(磁気共鳴イメージン
グ)装置を図面に基づき説明する。
気共鳴診断装置としてのMRI(磁気共鳴イメージン
グ)装置を図面に基づき説明する。
【0020】第1の実施形態 第1の実施形態に係るMRI装置を図1〜図6に基づき
説明する。
説明する。
【0021】このMRI装置の概略構成を図1に示す。
このMRI装置は、被検体Pを載せる寝台部と、静磁場
を発生させる静磁場発生部と、静磁場に位置情報を付加
するための傾斜磁場発生部と、高周波信号を送受信する
送受信部と、システム全体のコントロール及び画像再構
成を担う制御・演算部と、被検体Pの心電信号を計測す
る心電計測部とを備えている。
このMRI装置は、被検体Pを載せる寝台部と、静磁場
を発生させる静磁場発生部と、静磁場に位置情報を付加
するための傾斜磁場発生部と、高周波信号を送受信する
送受信部と、システム全体のコントロール及び画像再構
成を担う制御・演算部と、被検体Pの心電信号を計測す
る心電計測部とを備えている。
【0022】静磁場発生部は、例えば超電導方式の磁石
1と、この磁石1に電流を供給する静磁場電源2とを備
え、被検体Pが遊挿される円筒状の開口部(診断用空
間)の軸方向(Z軸方向)に静磁場H0 を発生させる。
なお、この磁石部にはシムコイル14が設けられてい
る。このシムコイル14には、後述するコントローラの
制御下で、シムコイル電源15から静磁場均一化のため
の電流が供給される。寝台部は、被検体Pを載せた天板
を磁石1の開口部に退避可能に挿入できる。
1と、この磁石1に電流を供給する静磁場電源2とを備
え、被検体Pが遊挿される円筒状の開口部(診断用空
間)の軸方向(Z軸方向)に静磁場H0 を発生させる。
なお、この磁石部にはシムコイル14が設けられてい
る。このシムコイル14には、後述するコントローラの
制御下で、シムコイル電源15から静磁場均一化のため
の電流が供給される。寝台部は、被検体Pを載せた天板
を磁石1の開口部に退避可能に挿入できる。
【0023】傾斜磁場発生部は、磁石1に組み込まれた
傾斜磁場コイルユニット3を備える。この傾斜磁場コイ
ルユニット3は、互いに直交するX、Y、Z軸方向の傾
斜磁場を発生させるための3組(種類)のx,y,zコ
イル3x〜3zを備える。傾斜磁場部はさらに、x,
y,zコイル3x〜3zに電流を供給する傾斜磁場電源
4を備える。この傾斜磁場電源4は、後述するシーケン
サ5の制御のもと、x,y,zコイル3x〜3zに傾斜
磁場を発生させるためのパルス電流を供給する。
傾斜磁場コイルユニット3を備える。この傾斜磁場コイ
ルユニット3は、互いに直交するX、Y、Z軸方向の傾
斜磁場を発生させるための3組(種類)のx,y,zコ
イル3x〜3zを備える。傾斜磁場部はさらに、x,
y,zコイル3x〜3zに電流を供給する傾斜磁場電源
4を備える。この傾斜磁場電源4は、後述するシーケン
サ5の制御のもと、x,y,zコイル3x〜3zに傾斜
磁場を発生させるためのパルス電流を供給する。
【0024】傾斜磁場電源4からx,y,zコイル3x
〜3zに供給されるパルス電流を制御することにより、
3軸X,Y,Z方向の傾斜磁場を合成して、スライス方
向傾斜磁場GS 、位相エンコード方向傾斜磁場GE 、お
よび読出し方向(周波数エンコード方向)傾斜磁場GR
の各方向を任意に設定・変更することができる。スライ
ス方向、位相エンコード方向、および読出し方向の各傾
斜磁場は静磁場H0 に重畳される。
〜3zに供給されるパルス電流を制御することにより、
3軸X,Y,Z方向の傾斜磁場を合成して、スライス方
向傾斜磁場GS 、位相エンコード方向傾斜磁場GE 、お
よび読出し方向(周波数エンコード方向)傾斜磁場GR
の各方向を任意に設定・変更することができる。スライ
ス方向、位相エンコード方向、および読出し方向の各傾
斜磁場は静磁場H0 に重畳される。
【0025】送受信部は、磁石1内の撮影空間にて被検
体Pの近傍に配設されるRF(高周波)コイル7と、こ
のコイル7に接続された送信器8T及び受信器8Rとを
備える。この送信器8Tは、後述するシーケンサ5の制
御のもとで、核磁気共鳴(NMR)を励起させるための
ラーモア周波数のRF電流パルスを高周波コイル7に供
給する。とくに、この送信器8Tは、後述するように、
原子核スピンの励起角度が空間的に傾斜したパワーを有
する傾斜プロファイルRFパルスを被検体に送信するた
めに、実数部、虚数部の2チャンネルを有する。各チャ
ンネルは、独立に波形を保持できるように構成されてい
る。また、送信するRFパルスのパワーを調整するため
のアッテネータ8Taが挿入されており、各アッテネー
タ8Taの減衰率はシーケンサ5から出力されるパワー
調整信号Spwにより制御できるようになっている。一
方、受信器8Rは、RFコイル7が受信したMR信号
(高周波信号)を受信し、各種の信号処理を施して、対
応するデジタル信号を形成するようになっている。
体Pの近傍に配設されるRF(高周波)コイル7と、こ
のコイル7に接続された送信器8T及び受信器8Rとを
備える。この送信器8Tは、後述するシーケンサ5の制
御のもとで、核磁気共鳴(NMR)を励起させるための
ラーモア周波数のRF電流パルスを高周波コイル7に供
給する。とくに、この送信器8Tは、後述するように、
原子核スピンの励起角度が空間的に傾斜したパワーを有
する傾斜プロファイルRFパルスを被検体に送信するた
めに、実数部、虚数部の2チャンネルを有する。各チャ
ンネルは、独立に波形を保持できるように構成されてい
る。また、送信するRFパルスのパワーを調整するため
のアッテネータ8Taが挿入されており、各アッテネー
タ8Taの減衰率はシーケンサ5から出力されるパワー
調整信号Spwにより制御できるようになっている。一
方、受信器8Rは、RFコイル7が受信したMR信号
(高周波信号)を受信し、各種の信号処理を施して、対
応するデジタル信号を形成するようになっている。
【0026】さらに、制御・演算部は、シーケンサ(シ
ーケンスコントローラともいう)5、ホスト計算機6、
演算ユニット10、記憶ユニット11、表示器12、入
力器13、および音声発生器16を備える。この内、ホ
スト計算機6は記憶されたソフトウエア手順により、シ
ーケンサ5にパルスシーケンス情報を指令するととも
に、シーケンサ5を含む装置全体の動作を統括する機能
を有する。
ーケンスコントローラともいう)5、ホスト計算機6、
演算ユニット10、記憶ユニット11、表示器12、入
力器13、および音声発生器16を備える。この内、ホ
スト計算機6は記憶されたソフトウエア手順により、シ
ーケンサ5にパルスシーケンス情報を指令するととも
に、シーケンサ5を含む装置全体の動作を統括する機能
を有する。
【0027】このMRI装置は、本スキャンで印加する
RFパルスのパワー強度を事前に最適値に調整するため
のAPC(自動パワー制御)スキャンを行うことを特徴
としている。このAPCスキャンはホスト計算機6の制
御のもとで、シーケンサ5から逐一指令されるもので、
その一例を図6に示す。
RFパルスのパワー強度を事前に最適値に調整するため
のAPC(自動パワー制御)スキャンを行うことを特徴
としている。このAPCスキャンはホスト計算機6の制
御のもとで、シーケンサ5から逐一指令されるもので、
その一例を図6に示す。
【0028】シーケンサ5は、CPUおよびメモリを備
えており、ホスト計算機6から送られてきたパルスシー
ケンス情報を記憶し、この情報にしたがって傾斜磁場電
源4、送信器8R、受信機8Tの一連の動作を制御す
る。ここで、パルスシーケンス情報とは、一連のパルス
シーケンスにしたがって傾斜磁場電源4、送信器8Rお
よび受信器8Tを動作させるために必要な全ての情報で
あり、例えばx,y,zコイル3x〜3zに印加するパ
ルス電流の強度、印加時間、印加タイミングなどのほ
か、自動パワー制御のスキャンの場合にはRFコイル7
に供給する、後述する傾斜プロファイルRFパルスの情
報、実際のイメージングスキャンの場合にはRFコイル
7に供給するRFパルスのパワー強度に関する情報を含
む。
えており、ホスト計算機6から送られてきたパルスシー
ケンス情報を記憶し、この情報にしたがって傾斜磁場電
源4、送信器8R、受信機8Tの一連の動作を制御す
る。ここで、パルスシーケンス情報とは、一連のパルス
シーケンスにしたがって傾斜磁場電源4、送信器8Rお
よび受信器8Tを動作させるために必要な全ての情報で
あり、例えばx,y,zコイル3x〜3zに印加するパ
ルス電流の強度、印加時間、印加タイミングなどのほ
か、自動パワー制御のスキャンの場合にはRFコイル7
に供給する、後述する傾斜プロファイルRFパルスの情
報、実際のイメージングスキャンの場合にはRFコイル
7に供給するRFパルスのパワー強度に関する情報を含
む。
【0029】実際のイメージングスキャン(本スキャ
ン)のパルスシーケンスは、2次元(2D)スキャンま
たは3次元スキャンのシーケンスである。またパルス列
の種類としては、SE(スピンエコー)法、FE(フィ
ールド・グラジェントエコー)法、FSE(高速SE)
法、EPI(エコープラナーイメージング)法、FAS
E(非対称高速SE)法など、各種のパルス列が使用さ
れる。
ン)のパルスシーケンスは、2次元(2D)スキャンま
たは3次元スキャンのシーケンスである。またパルス列
の種類としては、SE(スピンエコー)法、FE(フィ
ールド・グラジェントエコー)法、FSE(高速SE)
法、EPI(エコープラナーイメージング)法、FAS
E(非対称高速SE)法など、各種のパルス列が使用さ
れる。
【0030】また、シーケンサ5は、自動パワー制御の
スキャンのときには、受信器8RからのMR信号のデジ
タルデータを入力して、後述するパワー制御に必要な処
理を行うホスト計算機6または演算ユニット10へとデ
ータを転送する。また、実際のイメージングスキャンの
ときには、受信器8RからのMR信号のデジタルデータ
を入力して、フーリエ空間(k空間または周波数空間と
も呼ばれる)への原データ(生データとも呼ばれる)の
配置、および、原データを実空間画像データに再構成す
るための2次元または3次元のフーリエ変換処理を行う
ホスト計算機6または演算ユニット10へとデータを転
送する。これにより、MR信号がMR画像に再構成され
る。
スキャンのときには、受信器8RからのMR信号のデジ
タルデータを入力して、後述するパワー制御に必要な処
理を行うホスト計算機6または演算ユニット10へとデ
ータを転送する。また、実際のイメージングスキャンの
ときには、受信器8RからのMR信号のデジタルデータ
を入力して、フーリエ空間(k空間または周波数空間と
も呼ばれる)への原データ(生データとも呼ばれる)の
配置、および、原データを実空間画像データに再構成す
るための2次元または3次元のフーリエ変換処理を行う
ホスト計算機6または演算ユニット10へとデータを転
送する。これにより、MR信号がMR画像に再構成され
る。
【0031】記憶ユニット11は、原データおよび再構
成画像データを保管する。表示器12は画像を表示す
る。また入力器13を介して、スキャン条件、パルスシ
ーケンス法などの情報をホスト計算機6に入力できるよ
うになっている。
成画像データを保管する。表示器12は画像を表示す
る。また入力器13を介して、スキャン条件、パルスシ
ーケンス法などの情報をホスト計算機6に入力できるよ
うになっている。
【0032】音声発生器14は、シーケンサ5またはホ
スト計算機6から指令があったときに、息止め開始およ
び息止め終了のメッセージを音声として発することがで
きる。
スト計算機6から指令があったときに、息止め開始およ
び息止め終了のメッセージを音声として発することがで
きる。
【0033】さらに、心電計測部は、被検体の体表に付
着させてECG信号を電気信号として検出するECGセ
ンサ17と、このセンサ信号にデジタル化処理を含む各
種の処理を施してシーケンサ5に出力するECGユニッ
ト18とを備える。この心電計測部による計測信号は、
心電同期イメージングスキャンを実行するときにシーケ
ンサ5により用いられる。これにより、心電同期タイミ
ングに拠る心電同期スキャンを行ってMR原(生)デー
タを収集できる。
着させてECG信号を電気信号として検出するECGセ
ンサ17と、このセンサ信号にデジタル化処理を含む各
種の処理を施してシーケンサ5に出力するECGユニッ
ト18とを備える。この心電計測部による計測信号は、
心電同期イメージングスキャンを実行するときにシーケ
ンサ5により用いられる。これにより、心電同期タイミ
ングに拠る心電同期スキャンを行ってMR原(生)デー
タを収集できる。
【0034】次に、このMRI装置の動作を、自動パワ
ー制御の処理を中心に説明する。
ー制御の処理を中心に説明する。
【0035】この実施形態では、被検体の撮像に際し、
図2に示すように、実際のイメージングスキャン(以
下、本スキャンと呼ぶ)に先立って、自動パワー制御
(APC)のスキャン(以下、APCスキャンと呼ぶ)
を実施する。これによりRFパルスのパワー強度を患
者、診断部位、スキャン法などに見合った最適値に調整
し、このパワー強度でその後の本スキャンを実施する。
図2に示すように、実際のイメージングスキャン(以
下、本スキャンと呼ぶ)に先立って、自動パワー制御
(APC)のスキャン(以下、APCスキャンと呼ぶ)
を実施する。これによりRFパルスのパワー強度を患
者、診断部位、スキャン法などに見合った最適値に調整
し、このパワー強度でその後の本スキャンを実施する。
【0036】APCスキャンおよびAPCスキャンで得
られた信号に基づくパワー強度制御に、本発明が適用さ
れている。
られた信号に基づくパワー強度制御に、本発明が適用さ
れている。
【0037】このAPCスキャンには、スライス方向の
空間位置(スライス位置)に依存して原子核スピンの励
起角度を変化させる傾斜プロファイルを有するRFパル
ス(以下、傾斜プロファイルRFパルスと呼ぶ)が用い
られる。この傾斜プロファイルRFパルスによるスピン
のフリップ角の傾斜プロファイルの一例を図3(a)ま
たは図4(a)に示す。この傾斜プロファイルRFパル
ス自体は、従来、MRアンギオグラフィの画質改善の手
法で使用されている(例えば、米国特許第5,307,
014号参照)。傾斜プロファイルRFパルスの時間波
形は、例えば、所望の傾斜プロファイルを逆フーリエ変
換して、図3(b)の如く得られる。時間波形は、この
例では実数部がSINC関数、虚数部が減衰正弦波様の
関数となっている。
空間位置(スライス位置)に依存して原子核スピンの励
起角度を変化させる傾斜プロファイルを有するRFパル
ス(以下、傾斜プロファイルRFパルスと呼ぶ)が用い
られる。この傾斜プロファイルRFパルスによるスピン
のフリップ角の傾斜プロファイルの一例を図3(a)ま
たは図4(a)に示す。この傾斜プロファイルRFパル
ス自体は、従来、MRアンギオグラフィの画質改善の手
法で使用されている(例えば、米国特許第5,307,
014号参照)。傾斜プロファイルRFパルスの時間波
形は、例えば、所望の傾斜プロファイルを逆フーリエ変
換して、図3(b)の如く得られる。時間波形は、この
例では実数部がSINC関数、虚数部が減衰正弦波様の
関数となっている。
【0038】上記米国特許の場合、スピンのフリップ角
が比較的小さい範囲で使用しており、結果として生じる
MR信号の強度が図4(b)に示すようにフリップ角に
比例する条件で用いている。これに対して、フリップ角
が90度を越えるような大きい範囲の場合、信号強度は
図4(c)に示す如く近似的にはフリップ角のsin関
数値に比例すると考えられる。
が比較的小さい範囲で使用しており、結果として生じる
MR信号の強度が図4(b)に示すようにフリップ角に
比例する条件で用いている。これに対して、フリップ角
が90度を越えるような大きい範囲の場合、信号強度は
図4(c)に示す如く近似的にはフリップ角のsin関
数値に比例すると考えられる。
【0039】従来の自動パワー制御では、RFパルスの
パワー条件を変えながら繰り返しデータ収集を行ってい
たが、この傾斜プロファイルRFパルスを使用すると、
従来の繰り返しデータ収集の過程を1度のデータ収集で
代用することができる。つまり、自動パワー制御の過程
をワンショットで行うことがきるようになり、パワー調
整時間を短縮させる効果を有する。
パワー条件を変えながら繰り返しデータ収集を行ってい
たが、この傾斜プロファイルRFパルスを使用すると、
従来の繰り返しデータ収集の過程を1度のデータ収集で
代用することができる。つまり、自動パワー制御の過程
をワンショットで行うことがきるようになり、パワー調
整時間を短縮させる効果を有する。
【0040】いま、図5に示すように、傾斜プロファイ
ルRFパルスを用いたスピンエコータイプのシーケンス
によりAPCスキャンを実施するものとする。なお、必
要に応じて、最初の励起用RFパルスによるスピンの励
起角をフリップ角、その後のリフォーカス用RFパルス
によるそれをフロップ角と呼ぶ。
ルRFパルスを用いたスピンエコータイプのシーケンス
によりAPCスキャンを実施するものとする。なお、必
要に応じて、最初の励起用RFパルスによるスピンの励
起角をフリップ角、その後のリフォーカス用RFパルス
によるそれをフロップ角と呼ぶ。
【0041】このシーケンスでは、シーケンサ5はホス
ト計算機6の指令に呼応して図5に示すスピンエコータ
イプのパルスシーケンスを実行する。つまり、シーケン
サ5は傾斜磁場パルスとして図5(a)に示すようにス
ライス方向傾斜磁場Gsのみを選択励起用、読出し用に
印加するとともに(位相エンコード方向および読出し方
向の傾斜磁場は印加しない)、この印加に並行して、最
初に傾斜プロファイルRFパルスを印加して特定スライ
ス面のスピンの選択励起を行い、その後、傾斜プロファ
イルRFパルスを印加してその特定スライス面内のスピ
ンのRFリフォーカスを行う。なお、図5(a)に示す
スライス方向傾斜磁場Gsにおいて、選択励起用および
読出し用のパルスと反対極性のパルスPreはリフェーズ
用パルスであり、パルスPdeはディフェーズ用パルスで
あり、適切な大きさに設定することで図のようにスピン
エコーが発生する。
ト計算機6の指令に呼応して図5に示すスピンエコータ
イプのパルスシーケンスを実行する。つまり、シーケン
サ5は傾斜磁場パルスとして図5(a)に示すようにス
ライス方向傾斜磁場Gsのみを選択励起用、読出し用に
印加するとともに(位相エンコード方向および読出し方
向の傾斜磁場は印加しない)、この印加に並行して、最
初に傾斜プロファイルRFパルスを印加して特定スライ
ス面のスピンの選択励起を行い、その後、傾斜プロファ
イルRFパルスを印加してその特定スライス面内のスピ
ンのRFリフォーカスを行う。なお、図5(a)に示す
スライス方向傾斜磁場Gsにおいて、選択励起用および
読出し用のパルスと反対極性のパルスPreはリフェーズ
用パルスであり、パルスPdeはディフェーズ用パルスで
あり、適切な大きさに設定することで図のようにスピン
エコーが発生する。
【0042】ここでは、一例として、フリップ角および
フロップ角の比を1:2に設定する。具体的には、励起
用およびリフォーカス用のRFパルスの波形が同一に設
定され、その振幅が1:2に設定される。これにより、
フリップ角がα1からα2まで変化し、フリップ角はそ
の2倍の2・α1から2・α2mまで変化する。典型的
な例としてα1 :α2 =1:5程度の傾斜プロファイル
RFパルスを用いる。この時、APCスキャンで用いる
RFパワーの初期設定値をα1 が30°、α2が150
°程度になると期待されるように設定する。それにより
精度よく「90°条件」が見い出されると期待される
(例えば連続撮影においては、その直前のRFパワーの
設定値をもとに「30°〜150°の条件」を予想しな
がら順次更新すればよい)。
フロップ角の比を1:2に設定する。具体的には、励起
用およびリフォーカス用のRFパルスの波形が同一に設
定され、その振幅が1:2に設定される。これにより、
フリップ角がα1からα2まで変化し、フリップ角はそ
の2倍の2・α1から2・α2mまで変化する。典型的
な例としてα1 :α2 =1:5程度の傾斜プロファイル
RFパルスを用いる。この時、APCスキャンで用いる
RFパワーの初期設定値をα1 が30°、α2が150
°程度になると期待されるように設定する。それにより
精度よく「90°条件」が見い出されると期待される
(例えば連続撮影においては、その直前のRFパワーの
設定値をもとに「30°〜150°の条件」を予想しな
がら順次更新すればよい)。
【0043】上記リフォーカス用パルスを印加してから
「エコー時間/2」が経過すると、スピンエコー信号が
発生する。このエコー信号はRFコイル7で検出されて
受信器8Rに送られ、受信器で各種の信号処理と共にデ
ジタル化の処理が施される。このエコーデータはシーケ
ンサ5を介して演算ユニット10に出力される。
「エコー時間/2」が経過すると、スピンエコー信号が
発生する。このエコー信号はRFコイル7で検出されて
受信器8Rに送られ、受信器で各種の信号処理と共にデ
ジタル化の処理が施される。このエコーデータはシーケ
ンサ5を介して演算ユニット10に出力される。
【0044】ホスト計算機6はシーケンサ5にAPCス
キャンの実行を指令する一方で、演算ユニット10に図
6に示す処理の起動を指令しており、演算ユニット10
はエコー信号の入力後、フーリエ変換処理を行なう(ス
テップS1,S2)。これにより、エコー信号は図5
(b)に示す如く時間軸からスライス方向の空間位置の
信号に分離される。エコー信号はトータルとしてフリッ
プ角およびフロップ角の影響を反映した強度分布にな
る。
キャンの実行を指令する一方で、演算ユニット10に図
6に示す処理の起動を指令しており、演算ユニット10
はエコー信号の入力後、フーリエ変換処理を行なう(ス
テップS1,S2)。これにより、エコー信号は図5
(b)に示す如く時間軸からスライス方向の空間位置の
信号に分離される。エコー信号はトータルとしてフリッ
プ角およびフロップ角の影響を反映した強度分布にな
る。
【0045】傾斜プロファイルRFパルスを用いている
ため、スライス方向の各位置毎にスピンの励起角度が異
なるが、このスピン励起角度の異なり具合を反映したエ
コー信号の強度SI(S)は、近似的に、
ため、スライス方向の各位置毎にスピンの励起角度が異
なるが、このスピン励起角度の異なり具合を反映したエ
コー信号の強度SI(S)は、近似的に、
【数1】 で表される。α(S)はフリップ角がスライス位置Sに
依存していることを示している。ρはプロトン密度、ま
たTEはエコー時間である。したがって、エコー信号値
が最大になるスライス位置に相当するフリップ角α
(S)が「90°条件」を与えることになる。このシー
ケンスはスピンエコータイプであるので、「90°条
件」は「90°−180°条件」と呼んでもよく、この
「90°−180°条件」を満足するRFパワーのとき
にエコー信号が最大になる。
依存していることを示している。ρはプロトン密度、ま
たTEはエコー時間である。したがって、エコー信号値
が最大になるスライス位置に相当するフリップ角α
(S)が「90°条件」を与えることになる。このシー
ケンスはスピンエコータイプであるので、「90°条
件」は「90°−180°条件」と呼んでもよく、この
「90°−180°条件」を満足するRFパワーのとき
にエコー信号が最大になる。
【0046】演算ユニット10はさらに、フーリエ変換
したエコー信号にランダムノイズの影響を低減させるノ
イズ除去処理およびRFプロファイルの不完全性を低減
するための適宜なフィッティング処理を行う(ステップ
S3,S4)。もちろん、こえられの処理は省略するこ
とも可能である。
したエコー信号にランダムノイズの影響を低減させるノ
イズ除去処理およびRFプロファイルの不完全性を低減
するための適宜なフィッティング処理を行う(ステップ
S3,S4)。もちろん、こえられの処理は省略するこ
とも可能である。
【0047】この後、エコー信号が最大値を採るスライ
ス位置Smax を求める(ステップS5)。次いで、この
スライス位置Smax を使って、RFパワーを調整する係
数を以下のように順次算出する。
ス位置Smax を求める(ステップS5)。次いで、この
スライス位置Smax を使って、RFパワーを調整する係
数を以下のように順次算出する。
【0048】フリップ角の傾斜プロファイルは予め既知
であるので、例えば図4(a)に例示したフリップ角プ
ロファイルにおける上記算出スライス位置Smax でのフ
リップ角とスライス中心位置Scentでのフリップ角との
比を求める(ステップS6)。スライス位置Smax にお
けるフリップ角α(S)が90°−180°条件を与え
るということとから、フリップ角の上記算出比に基づ
き、スライス中心位置Scentでの実際の励起角度α0 °
を求める(ステップS7)。そして、「90°/α0
°」をパワー調整係数として演算する(ステップS
8)。
であるので、例えば図4(a)に例示したフリップ角プ
ロファイルにおける上記算出スライス位置Smax でのフ
リップ角とスライス中心位置Scentでのフリップ角との
比を求める(ステップS6)。スライス位置Smax にお
けるフリップ角α(S)が90°−180°条件を与え
るということとから、フリップ角の上記算出比に基づ
き、スライス中心位置Scentでの実際の励起角度α0 °
を求める(ステップS7)。そして、「90°/α0
°」をパワー調整係数として演算する(ステップS
8)。
【0049】次いで、このパワー調整係数「90°/α
0°」をホスト計算機6に知らせる(ステップS9)。
これに応答して、ホスト計算機6はパワー調整係数「9
0°/α0°」に対応したパワー制御信号Spwを、シー
ケンサ5を介して送信器8Tのアッテネータ8Taに出
力させる。送信器8Tでは、このパワー制御信号Spwに
よりアッテネータ8Taの減衰率が変更される。これに
より、送信器8TからRFコイル7を通して被検体に送
信される本スキャン時のRFパルスの振幅が「90°/
α0°」倍に変更されることになり、パワー調整が自動
的に実施される。
0°」をホスト計算機6に知らせる(ステップS9)。
これに応答して、ホスト計算機6はパワー調整係数「9
0°/α0°」に対応したパワー制御信号Spwを、シー
ケンサ5を介して送信器8Tのアッテネータ8Taに出
力させる。送信器8Tでは、このパワー制御信号Spwに
よりアッテネータ8Taの減衰率が変更される。これに
より、送信器8TからRFコイル7を通して被検体に送
信される本スキャン時のRFパルスの振幅が「90°/
α0°」倍に変更されることになり、パワー調整が自動
的に実施される。
【0050】これにより、本スキャン時に印加されるス
ピンエコータイプのシーケンスのRFパルスのパワー強
度は90°−180°条件を満たしているから、スピン
の励起角が90°(励起のとき)、180°(リフォー
カスのとき)となり、90°−180°条件を満たして
いないときよりも、エコー信号の強度は確実に大きくな
り、S/N比が高く、画質も良好に保持される。
ピンエコータイプのシーケンスのRFパルスのパワー強
度は90°−180°条件を満たしているから、スピン
の励起角が90°(励起のとき)、180°(リフォー
カスのとき)となり、90°−180°条件を満たして
いないときよりも、エコー信号の強度は確実に大きくな
り、S/N比が高く、画質も良好に保持される。
【0051】本実施形態の場合、APCスキャンは傾斜
プロファイルRFパルスを用いてワンショットでMR信
号の収集を行い、この信号に基づいてパワー調整係数を
演算し、送信器のパワー調整要素を自動制御するだけで
あるから、自動パワー制御に要する全体の時間が従来の
マルチスライス化した手法に比べて大幅に短縮される。
したがって、体動などに因り被検者が動いていたり、ま
た診断部位が動いている場合でも、短時間スキャンのた
め、パワー調整中のMR信号の収集位置の移動も殆ど無
視できる程度になり、安定した高精度のRFパワーの調
整ができる。これにより、MR画像の品質がこの面から
も向上する。
プロファイルRFパルスを用いてワンショットでMR信
号の収集を行い、この信号に基づいてパワー調整係数を
演算し、送信器のパワー調整要素を自動制御するだけで
あるから、自動パワー制御に要する全体の時間が従来の
マルチスライス化した手法に比べて大幅に短縮される。
したがって、体動などに因り被検者が動いていたり、ま
た診断部位が動いている場合でも、短時間スキャンのた
め、パワー調整中のMR信号の収集位置の移動も殆ど無
視できる程度になり、安定した高精度のRFパワーの調
整ができる。これにより、MR画像の品質がこの面から
も向上する。
【0052】また、寝台移動、すなわち被検体の移動を
伴う撮像やインターベンショナル撮影など、被検体とR
Fコイルの位置関係を変化させながら連続的にスキャン
する連続撮像の場合でも、この自動パワー制御が非常に
短時間であることから、撮像位置の変更に合わせてその
度に、かかる自動パワー制御を確実に行うことができ、
撮像時間の高速性も維持して良好な患者スループットを
得ることができる。
伴う撮像やインターベンショナル撮影など、被検体とR
Fコイルの位置関係を変化させながら連続的にスキャン
する連続撮像の場合でも、この自動パワー制御が非常に
短時間であることから、撮像位置の変更に合わせてその
度に、かかる自動パワー制御を確実に行うことができ、
撮像時間の高速性も維持して良好な患者スループットを
得ることができる。
【0053】なお、スライス中心位置のフリップ角(フ
リップ角)はRFパルスの面積(波形一定)に相当す
る。上述した傾斜プロファイル以外の任意プロファイル
のRFパルスの場合でも、RFパルスの面積をスライス
中心位置に一致させることで、「90°−180°条
件」を満たすことができる。
リップ角)はRFパルスの面積(波形一定)に相当す
る。上述した傾斜プロファイル以外の任意プロファイル
のRFパルスの場合でも、RFパルスの面積をスライス
中心位置に一致させることで、「90°−180°条
件」を満たすことができる。
【0054】また、上述したパワー調整係数を求める
際、スライス中心位置Scentと信号最大値の位置Smax
とでフリップ角の比を求めたが、この比較対象の基準位
置は必ずしもスライス中心位置でなくてもよく、それ以
外の適宜な位置を採用してもよい。
際、スライス中心位置Scentと信号最大値の位置Smax
とでフリップ角の比を求めたが、この比較対象の基準位
置は必ずしもスライス中心位置でなくてもよく、それ以
外の適宜な位置を採用してもよい。
【0055】第2の実施形態 第2の実施形態に係るMRI装置を図7に基づき説明す
る。このMRI装置は、APCスキャンをFE(グラジ
ェントフィールドエコー)タイプのシーケンスを採用し
たものである。
る。このMRI装置は、APCスキャンをFE(グラジ
ェントフィールドエコー)タイプのシーケンスを採用し
たものである。
【0056】このMRI装置は、第1の実施形態のもの
と同様の構成を有し、APCスキャンとして図7(a)
に示すFEタイプのシーケンスを実行する。このシーケ
ンスによれば、傾斜プロファイルRFパルスをスライス
方向傾斜磁場Gsと並行して印加して選択励起を行った
後で、極性反転するスライス方向傾斜磁場Gsを印加し
てエコー信号を収集する。このとき、位相エンコード方
向傾斜磁場Geおよび読出し方向傾斜磁場Grは印加し
ない。傾斜プロファイルRFパルスによるフリップ角の
傾斜プロファイルは、第1の実施形態と同様に、フリッ
プ角α1〜α2で空間的に直線的に変化するように設定
される。
と同様の構成を有し、APCスキャンとして図7(a)
に示すFEタイプのシーケンスを実行する。このシーケ
ンスによれば、傾斜プロファイルRFパルスをスライス
方向傾斜磁場Gsと並行して印加して選択励起を行った
後で、極性反転するスライス方向傾斜磁場Gsを印加し
てエコー信号を収集する。このとき、位相エンコード方
向傾斜磁場Geおよび読出し方向傾斜磁場Grは印加し
ない。傾斜プロファイルRFパルスによるフリップ角の
傾斜プロファイルは、第1の実施形態と同様に、フリッ
プ角α1〜α2で空間的に直線的に変化するように設定
される。
【0057】このAPCスキャンにより収集したエコー
信号はフーリエ変換してスライス方向のMR信号に分解
される。この信号強度SI(S)は、
信号はフーリエ変換してスライス方向のMR信号に分解
される。この信号強度SI(S)は、
【数2】 に比例する。したがって、第1の実施形態のときと同様
に、信号強度SIの最大値をとるスライス位置に対応す
るフリップ角により90°条件が与えられる。
に、信号強度SIの最大値をとるスライス位置に対応す
るフリップ角により90°条件が与えられる。
【0058】このため、この信号を用いて第1の実施形
態と同様に自動パワー制御が実施され、同様または同等
の作用効果を得ることができる。
態と同様に自動パワー制御が実施され、同様または同等
の作用効果を得ることができる。
【0059】SEタイプ、FEタイプに限らず、MRI
装置に適用される種々のパルスシーケンスについて、事
前に傾斜プロファイルRFパルスを用いて、上述と同様
に自動パワー制御を行うことができる。
装置に適用される種々のパルスシーケンスについて、事
前に傾斜プロファイルRFパルスを用いて、上述と同様
に自動パワー制御を行うことができる。
【0060】第3の実施形態 第3の実施形態を図8〜図9に基づき説明する。この実
施形態に係るMRI装置は、RFパワーの自動調整の短
時間化に加えて、プロトン密度の影響を考慮したもので
ある。
施形態に係るMRI装置は、RFパワーの自動調整の短
時間化に加えて、プロトン密度の影響を考慮したもので
ある。
【0061】上述した2つの実施形態の手法は、被検体
の構造がスライス方向にほぼ均質で、プロトン密度ρが
スライス方向に一定である場合に好適なものであった。
しかしながら、実際の生体ではそのような条件が必ずし
も成り立つとは限らないので、プロトン密度の影響を補
正する必要がある。
の構造がスライス方向にほぼ均質で、プロトン密度ρが
スライス方向に一定である場合に好適なものであった。
しかしながら、実際の生体ではそのような条件が必ずし
も成り立つとは限らないので、プロトン密度の影響を補
正する必要がある。
【0062】これを実現するため、第3実施形態のMR
I装置は図8に示すように、APCスキャンをAPC前
過程スキャンとAPC本過程スキャンとに別けて、本ス
キャンの前に実施する。最初にAPC前過程スキャンを
実施し、この後、遅延時間TDを置いてAPC本過程ス
キャンを実施する。
I装置は図8に示すように、APCスキャンをAPC前
過程スキャンとAPC本過程スキャンとに別けて、本ス
キャンの前に実施する。最初にAPC前過程スキャンを
実施し、この後、遅延時間TDを置いてAPC本過程ス
キャンを実施する。
【0063】コントローラ6およびシーケンサ5が共働
して、APC前過程スキャンでは、そのRFパルスとし
てスライス方向で一定の励起角度を有する通常の矩形プ
ロファイルのRFパルスが使用され、α′−2α′系列
の信号収集が行われる(ステップS11)。この収集に
よる信号強度SI′(S)は近似的に、
して、APC前過程スキャンでは、そのRFパルスとし
てスライス方向で一定の励起角度を有する通常の矩形プ
ロファイルのRFパルスが使用され、α′−2α′系列
の信号収集が行われる(ステップS11)。この収集に
よる信号強度SI′(S)は近似的に、
【数3】 で表される。
【0064】この後、所定の遅延時間TDの間、待機状
態となる(ステップS12)。T1緩和の回復により信
号強度を高め、またT1依存性を低減するために、この
遅延時間TDは許容される限り、十分長く設定すること
が望ましい。例えば1秒以上、最短でも数百msecの
遅延時間TDを設定した方がよい。これは例えば、心拍
同期を併用した場合に好適である。
態となる(ステップS12)。T1緩和の回復により信
号強度を高め、またT1依存性を低減するために、この
遅延時間TDは許容される限り、十分長く設定すること
が望ましい。例えば1秒以上、最短でも数百msecの
遅延時間TDを設定した方がよい。これは例えば、心拍
同期を併用した場合に好適である。
【0065】次いで、APC本過程スキャンが実施さ
れ、例えば前述した図5で説明したSEタイプのシーケ
ンスに基づく、傾斜プロファイルRFパルスを用いたA
PCスキャンおよび信号処理が実施される(ステップS
13)。この本過程収集による信号強度SI(S)は近
似的には、
れ、例えば前述した図5で説明したSEタイプのシーケ
ンスに基づく、傾斜プロファイルRFパルスを用いたA
PCスキャンおよび信号処理が実施される(ステップS
13)。この本過程収集による信号強度SI(S)は近
似的には、
【数4】 で表される。
【0066】次いで、信号強度SI(S)をSI′
(S)で除して
(S)で除して
【数5】 の正規化処理が行われる(ステップS14)。ここでA
は適宜な定数である。
は適宜な定数である。
【0067】この後、正規化した信号値SI(S)/S
I′(S)に基づき、前述した実施形態のものと同様に
90°−180°条件に見合ったパワー調整係数を演算
し、送信器のアッテネータの減衰率を変える制御が自動
的に実施される。
I′(S)に基づき、前述した実施形態のものと同様に
90°−180°条件に見合ったパワー調整係数を演算
し、送信器のアッテネータの減衰率を変える制御が自動
的に実施される。
【0068】このため、従来法に比較して高速であっ
て、しかも、上述した正規化によりプロトン密度の影響
を解消または大幅に軽減した精細な自動パワー制御を行
うことができる。
て、しかも、上述した正規化によりプロトン密度の影響
を解消または大幅に軽減した精細な自動パワー制御を行
うことができる。
【0069】第4の実施形態 第4の実施形態を図10に基づき説明する。この実施形
態に係るMRI装置は、RFパワーの自動調整の短時間
化に加えて、プロトン密度の影響の補正を第3の実施形
態のものに比して短時間で行うようにしたものである。
態に係るMRI装置は、RFパワーの自動調整の短時間
化に加えて、プロトン密度の影響の補正を第3の実施形
態のものに比して短時間で行うようにしたものである。
【0070】このMR装置において、シーケンサ5に指
令される2エコーのSEタイプのシーケンスに基づくA
PCスキャンのパルスシーケンスを図10(a)に示
し、そのエコー信号の処理過程を同図(b),(c)に
示す。
令される2エコーのSEタイプのシーケンスに基づくA
PCスキャンのパルスシーケンスを図10(a)に示
し、そのエコー信号の処理過程を同図(b),(c)に
示す。
【0071】APCスキャンでは、スライス方向傾斜磁
場Gsを同図(a)に示す如く印加するとともに、この
パルス印加と共に、最初にフリップ角αの矩形プロファ
イルの励起RFパルス(通常のRFパルス)を印加し、
そのTE/2時間後に、フリップ角2αの矩形プロファ
イルのリフォーカス用RFパルス(通常のRFパルス)
を印加する。この最初のリフォーカスRFパルスに拠る
第1エコー信号は、前述と同様に収集され、フーリエ変
換されてスライス方向の位置に分解された信号に変換さ
れる(図10(b)、波形E1参照)。これにより、プ
ロトン密度に相当するデータ収集がなされる。さらに、
エコー時間TE後に、フリップ角β1〜β2の傾斜プロ
ファイルのリフォーカス用RFパルス(通常のRFパル
ス)を印加する。この2番目のリフォーカス用RFパル
スに拠る第2エコー信号は、前述と同様に収集され、フ
ーリエ変換されてスライス方向の位置に分解された信号
に変換される(図10(b)、波形E2参照)。これ
は、フリップ角β1〜β2に依存した信号強度分布とな
る。
場Gsを同図(a)に示す如く印加するとともに、この
パルス印加と共に、最初にフリップ角αの矩形プロファ
イルの励起RFパルス(通常のRFパルス)を印加し、
そのTE/2時間後に、フリップ角2αの矩形プロファ
イルのリフォーカス用RFパルス(通常のRFパルス)
を印加する。この最初のリフォーカスRFパルスに拠る
第1エコー信号は、前述と同様に収集され、フーリエ変
換されてスライス方向の位置に分解された信号に変換さ
れる(図10(b)、波形E1参照)。これにより、プ
ロトン密度に相当するデータ収集がなされる。さらに、
エコー時間TE後に、フリップ角β1〜β2の傾斜プロ
ファイルのリフォーカス用RFパルス(通常のRFパル
ス)を印加する。この2番目のリフォーカス用RFパル
スに拠る第2エコー信号は、前述と同様に収集され、フ
ーリエ変換されてスライス方向の位置に分解された信号
に変換される(図10(b)、波形E2参照)。これ
は、フリップ角β1〜β2に依存した信号強度分布とな
る。
【0072】第1のエコー信号の強度SI′(S)は
【数6】 で近似され、第2のエコー信号の強度SI(S)は
【数7】 で近似される。このため、正規化処理を行うため、信号
SI(S)をSI′(S)で除算すれば、
SI(S)をSI′(S)で除算すれば、
【数8】 となる。Bは適宜な定数である。この正規化による信号
波形は図10(c)のように例示され、プロトン密度の
影響が排除される。エコー時間TEの値は、T2緩和の
効果が残るので、極力小さい方がよいが、各スライス位
置SにおけるT2緩和は広い領域にわたって平均化され
た値であるので、ほぼ一定値と見做すことができる。
波形は図10(c)のように例示され、プロトン密度の
影響が排除される。エコー時間TEの値は、T2緩和の
効果が残るので、極力小さい方がよいが、各スライス位
置SにおけるT2緩和は広い領域にわたって平均化され
た値であるので、ほぼ一定値と見做すことができる。
【0073】演算ユニット10は、前述と同様に、上述
の正規化処理が済むと、正規化されたエコー信号の最大
値となるスライス位置を演算し、このスライス位置に対
応したフリップ角と例えばスライス中心位置のフリップ
角の比をパワー調整係数として送信器のアッテネータの
減衰率を制御する。
の正規化処理が済むと、正規化されたエコー信号の最大
値となるスライス位置を演算し、このスライス位置に対
応したフリップ角と例えばスライス中心位置のフリップ
角の比をパワー調整係数として送信器のアッテネータの
減衰率を制御する。
【0074】この2エコーに基づく自動パワー制御の場
合、第2のエコー信号に入り込もうとする疑似エコー
(stimulated echo )の影響をスポイラーパルスPsp
oにより排除している。すなわち、2番目のリフォーカ
スRFパルス(傾斜プロファイルRFパルス)と同時に
印加するスライス方向傾斜磁場Gsにスポイラーパルス
Pspoを図示の如く重畳している。これにより、スポ
イラーパルスPspoを印加しないときは、疑似エコー
の影響に因り、信号最大となる時点がフリップ角β=1
80°からずれてしまうが、スポイラーパルスPspo
の印加によってそのような事態を実質的に解消でき、β
=180°のときに最大の信号を得ることができる。
合、第2のエコー信号に入り込もうとする疑似エコー
(stimulated echo )の影響をスポイラーパルスPsp
oにより排除している。すなわち、2番目のリフォーカ
スRFパルス(傾斜プロファイルRFパルス)と同時に
印加するスライス方向傾斜磁場Gsにスポイラーパルス
Pspoを図示の如く重畳している。これにより、スポ
イラーパルスPspoを印加しないときは、疑似エコー
の影響に因り、信号最大となる時点がフリップ角β=1
80°からずれてしまうが、スポイラーパルスPspo
の印加によってそのような事態を実質的に解消でき、β
=180°のときに最大の信号を得ることができる。
【0075】このように、本実施形態のMRI装置によ
れば、疑似エコーの影響を確実に排除しながら、プロト
ン密度の影響を短時間に補正し、かつ、RFパワーの自
動調整を短時間に行うことができる。この実施形態の構
成によれば、エコー時間TE=30msecとして、エ
コー信号全部の収集を80msec程度の、極めて短時
間に終了することができる。
れば、疑似エコーの影響を確実に排除しながら、プロト
ン密度の影響を短時間に補正し、かつ、RFパワーの自
動調整を短時間に行うことができる。この実施形態の構
成によれば、エコー時間TE=30msecとして、エ
コー信号全部の収集を80msec程度の、極めて短時
間に終了することができる。
【0076】また、この第4の実施形態の変形として、
上述したAPCスキャンにてFE法を併用する例が挙げ
られる。具体的には、最初に矩形プロファイルの励起パ
ルスを印加し、次に傾斜プロファイルのリフォーカスパ
ルスを印加するとともに、この両RFパルス間にてスラ
イス方向傾斜磁場Gsの極性を反転させ(図7参照)、
いわゆるグラジェントフィールドエコー(フィールドエ
コー)を発生させる。このエコー信号から上記信号S
I′(S)を生成する。次いで、傾斜プロファイルRF
パルスから成る2番目のリフォーカスパルスを印加して
スピンエコーを発生させる。このエコー信号から上記信
号SIを生成し、SI(S)/SI′(S)の正規化処
理を上述と同様に実施して、同様のパワー調整係数を得
ることができる。この変形例によれば、エコー信号の収
集をさらに短縮でき、および50msec以内に収める
ことができる。
上述したAPCスキャンにてFE法を併用する例が挙げ
られる。具体的には、最初に矩形プロファイルの励起パ
ルスを印加し、次に傾斜プロファイルのリフォーカスパ
ルスを印加するとともに、この両RFパルス間にてスラ
イス方向傾斜磁場Gsの極性を反転させ(図7参照)、
いわゆるグラジェントフィールドエコー(フィールドエ
コー)を発生させる。このエコー信号から上記信号S
I′(S)を生成する。次いで、傾斜プロファイルRF
パルスから成る2番目のリフォーカスパルスを印加して
スピンエコーを発生させる。このエコー信号から上記信
号SIを生成し、SI(S)/SI′(S)の正規化処
理を上述と同様に実施して、同様のパワー調整係数を得
ることができる。この変形例によれば、エコー信号の収
集をさらに短縮でき、および50msec以内に収める
ことができる。
【0077】このようにMRI装置では種々のパルスシ
ーケンスを使用できるため、上述の正規化処理を伴った
2組のデータ収集のバリエーションも種々のものが考え
られるが、いずれのバリエーションにも共通する必須事
項は、そのパルスシーケンスの一部に矩形プロファイル
RFパルスと傾斜プロファイルRFパルスを用いること
である。
ーケンスを使用できるため、上述の正規化処理を伴った
2組のデータ収集のバリエーションも種々のものが考え
られるが、いずれのバリエーションにも共通する必須事
項は、そのパルスシーケンスの一部に矩形プロファイル
RFパルスと傾斜プロファイルRFパルスを用いること
である。
【0078】応用形態(その1) この応用形態は、パワー条件が全く未知の最初の患者の
撮像である等のケースでの、計測のダイナミックレンジ
の確保に関する。
撮像である等のケースでの、計測のダイナミックレンジ
の確保に関する。
【0079】従来のAPCスキャンによる計測ダイナミ
ックレンジは任意に大きくとることができるが、上述し
た各種の実施形態およびその変形例に係る計測の実質的
なダイナミックレンジはある程度の値に限定される。そ
こで、パワー条件が全く未知の撮像の場合、ダイナミッ
クレンジを大きくとれる従来のAPCスキャンを使用
し、例えば次に交替した患者には先の患者撮像時のパワ
ー条件を既知情報として前述した各種の実施形態および
その変形例に係るAPCスキャンを行う。つまり、前の
患者で得たパワー条件から仮の90°条件や90°−1
80°条件を設定して、APCスキャンを前述したよう
に実施する。この運用の仕方により、ダイナミックレン
ジの制限をカバーできる。
ックレンジは任意に大きくとることができるが、上述し
た各種の実施形態およびその変形例に係る計測の実質的
なダイナミックレンジはある程度の値に限定される。そ
こで、パワー条件が全く未知の撮像の場合、ダイナミッ
クレンジを大きくとれる従来のAPCスキャンを使用
し、例えば次に交替した患者には先の患者撮像時のパワ
ー条件を既知情報として前述した各種の実施形態および
その変形例に係るAPCスキャンを行う。つまり、前の
患者で得たパワー条件から仮の90°条件や90°−1
80°条件を設定して、APCスキャンを前述したよう
に実施する。この運用の仕方により、ダイナミックレン
ジの制限をカバーできる。
【0080】応用形態(その2) この応用形態は、APCスキャンの複数回実行によるパ
ワー条件の算出(計測)精度の向上に関する。これを図
7のFEタイプのシーケンスによるAPCスキャンに基
づき説明する。勿論、ほかのスキャン法でも同様に実施
できる。
ワー条件の算出(計測)精度の向上に関する。これを図
7のFEタイプのシーケンスによるAPCスキャンに基
づき説明する。勿論、ほかのスキャン法でも同様に実施
できる。
【0081】第1回目のスキャンでは、十分に広いダイ
ナミックレンジでデータ収集を行う。このときの傾斜プ
ロファイルRFパルスの仮のフリップ角をαmin 〜αma
x とし、Dα=αmax −αmin とする。このパワー条件
で算出した第1回目スキャンによる「90°条件」を与
えるフリップ角をα(1) を前述したように算出する。
ナミックレンジでデータ収集を行う。このときの傾斜プ
ロファイルRFパルスの仮のフリップ角をαmin 〜αma
x とし、Dα=αmax −αmin とする。このパワー条件
で算出した第1回目スキャンによる「90°条件」を与
えるフリップ角をα(1) を前述したように算出する。
【0082】次のスキャンでは、フリップ角α(1) を中
心に例えばDα/4の範囲の傾斜プロファイルRFパル
スを設定する。このパルスを用いて「90°条件」を満
たすフリップ角α(2) を算出する。
心に例えばDα/4の範囲の傾斜プロファイルRFパル
スを設定する。このパルスを用いて「90°条件」を満
たすフリップ角α(2) を算出する。
【0083】以下同様に、フリップ角α(n) を中心にD
α/4n の範囲の傾斜プロファイルRFパルスを用いて
スキャンし、「90°条件」を満たすフリップ角α(n+
1) を算出する。この手順を繰り返す。
α/4n の範囲の傾斜プロファイルRFパルスを用いて
スキャンし、「90°条件」を満たすフリップ角α(n+
1) を算出する。この手順を繰り返す。
【0084】APCスキャン全体の所要時間は前述した
実施形態のものよりも長めにはなるが、上記スキャンの
回数を適宜に設定することで、「90°条件」を満たす
精度の良いフリップ角を求め、このフリップ角に対応し
たパワー調整ファクタ(係数)を高精度に求めることが
できる。これにより、より高精度な自動パワー制御がな
される。同時に、複数回のスキャンであるが、各回のス
キャンは独立して終了するため、従来法のように患者の
体動に拠って比較すべき一連のデータがばらついてしま
うこともなく、安定性の高い自動パワー制御法を提供で
きる。
実施形態のものよりも長めにはなるが、上記スキャンの
回数を適宜に設定することで、「90°条件」を満たす
精度の良いフリップ角を求め、このフリップ角に対応し
たパワー調整ファクタ(係数)を高精度に求めることが
できる。これにより、より高精度な自動パワー制御がな
される。同時に、複数回のスキャンであるが、各回のス
キャンは独立して終了するため、従来法のように患者の
体動に拠って比較すべき一連のデータがばらついてしま
うこともなく、安定性の高い自動パワー制御法を提供で
きる。
【0085】応用形態(その3) この応用形態は、上述した応用形態のその2において順
次実行するスキャンを、マルチスライス法を応用して実
施する形態に関する。各回のスキャンをマルチスライス
面に相当する、互いに異なるスライス面で行うように例
えば、スライス方向傾斜磁場の強度をスキャン毎に変え
る。これにより、各スライス面における縦緩和時間T1
の回復を待たないで、次のスキャンを実行でき、APC
スキャン全体の時間を短縮させることができる。
次実行するスキャンを、マルチスライス法を応用して実
施する形態に関する。各回のスキャンをマルチスライス
面に相当する、互いに異なるスライス面で行うように例
えば、スライス方向傾斜磁場の強度をスキャン毎に変え
る。これにより、各スライス面における縦緩和時間T1
の回復を待たないで、次のスキャンを実行でき、APC
スキャン全体の時間を短縮させることができる。
【0086】第5の実施形態 第5の実施形態のMRI装置を図11を参照して説明す
る。この実施形態は、本スキャン法として高速スキャン
法を用いて連続撮像を行う場合でも、前述してきた自動
パワー制御の短時間化の特性をそのまま生かして撮像で
きることに特徴がある。MRI装置および自動パワー制
御の詳細は上述したものと同一または同等である。
る。この実施形態は、本スキャン法として高速スキャン
法を用いて連続撮像を行う場合でも、前述してきた自動
パワー制御の短時間化の特性をそのまま生かして撮像で
きることに特徴がある。MRI装置および自動パワー制
御の詳細は上述したものと同一または同等である。
【0087】本スキャンを高速スキャン法を用いて連続
撮像を行う場合で、被検体の所望のイメージング領域と
同じ領域でAPCスキャンを行う従来の手法を採用した
場合、APCスキャンにより殆どリアルタイムに近い状
態でパワー制御されるため、APCスキャンによるスピ
ン挙動の影響が本スキャンに残り、本スキャンによる画
質が変化(劣化)する。
撮像を行う場合で、被検体の所望のイメージング領域と
同じ領域でAPCスキャンを行う従来の手法を採用した
場合、APCスキャンにより殆どリアルタイムに近い状
態でパワー制御されるため、APCスキャンによるスピ
ン挙動の影響が本スキャンに残り、本スキャンによる画
質が変化(劣化)する。
【0088】そこで、このような連続撮像の場合、本ス
キャンを行う所望イメージング領域とは別の領域でAP
Cスキャンを行い、この変化を抑制する。連続撮像にお
ける本スキャンによる所望イメージング領域Rima に対
するAPCスキャンの領域Rapc が例えば図11のよう
であるとすると、領域Rapc のRF強度とイメージング
領域Rima (一般に、スライス中心付近)のRF強度の
比は、コイル特性から予め分かっているので、この強度
比の分だけパワーを補正する。同図の例において、AP
Cスキャンの領域Rapc で求めた「90°条件」はイメ
ージング領域Rima で100°に相当することが分かっ
ていれば、APCスキャンで前述の如く求めたRFパワ
ー調整係数を0.9(=90°/100°)倍する。
キャンを行う所望イメージング領域とは別の領域でAP
Cスキャンを行い、この変化を抑制する。連続撮像にお
ける本スキャンによる所望イメージング領域Rima に対
するAPCスキャンの領域Rapc が例えば図11のよう
であるとすると、領域Rapc のRF強度とイメージング
領域Rima (一般に、スライス中心付近)のRF強度の
比は、コイル特性から予め分かっているので、この強度
比の分だけパワーを補正する。同図の例において、AP
Cスキャンの領域Rapc で求めた「90°条件」はイメ
ージング領域Rima で100°に相当することが分かっ
ていれば、APCスキャンで前述の如く求めたRFパワ
ー調整係数を0.9(=90°/100°)倍する。
【0089】この補正により、本スキャンとAPCスキ
ャンの領域が別々であっても、RFパワーの自動調整を
的確に実施でき、したがって連続撮像でも、本スキャン
による画像の高い品質を確保できる。
ャンの領域が別々であっても、RFパワーの自動調整を
的確に実施でき、したがって連続撮像でも、本スキャン
による画像の高い品質を確保できる。
【0090】なお、上述した各実施形態では、スライス
方向で励起角度が空間的に異なるRFパルスとして、図
3や図4(a)に示すように、励起角度が直線またはほ
ぼ直線的に変化する傾斜プロファイルRFパルスを用い
て説明したが、本発明で用いる不均一プロファイルのR
Fパルスは、励起角度がそのように直線的に変化するも
のに限定されることなく、フリップ角の特性が単調増加
または単調減少であるような既知の関数曲線に沿って変
化させてもよい。
方向で励起角度が空間的に異なるRFパルスとして、図
3や図4(a)に示すように、励起角度が直線またはほ
ぼ直線的に変化する傾斜プロファイルRFパルスを用い
て説明したが、本発明で用いる不均一プロファイルのR
Fパルスは、励起角度がそのように直線的に変化するも
のに限定されることなく、フリップ角の特性が単調増加
または単調減少であるような既知の関数曲線に沿って変
化させてもよい。
【0091】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気共鳴
診断装置によれば、スライス方向で励起角度が空間的に
異なる、例えば傾斜プロファイルRFパルスを用いてR
Fパワー条件が異なるMR信号を一括して取得し、イメ
ージング用RFパルスの自動パワー制御に要するデータ
をワンショットまたはそれに近い状態で収集することか
ら、RFパワー条件の調整および自動パワー制御をおよ
そ40msec以下(スライス方向のプロトン密度補正
を含めて80msec以下)まで短縮することができ
る。これにより、従来は困難であった、イメージング
(本スキャン)に先立つリアルタイムまたは殆どリアル
タイムの自動パワー制御を実現でき、動きのある部位ま
たは被検者の場合にも、パワー調整の精度が高く、か
つ、安定したものとなるから、結局、高画質のMR像を
提供することができる。さらに、この大幅な時間短縮に
拠って、寝台移動を伴う撮像やインターベンショナル撮
像などの、被検体とコイルとの位置関係を変えながらの
連続撮像法にも、スキャン位置変更の度にリアルタイム
にまたはそれに近い状態で自動パワー制御を実施でき、
連続撮像法でのパワー調整にも確実に対処できるという
利点がある。
診断装置によれば、スライス方向で励起角度が空間的に
異なる、例えば傾斜プロファイルRFパルスを用いてR
Fパワー条件が異なるMR信号を一括して取得し、イメ
ージング用RFパルスの自動パワー制御に要するデータ
をワンショットまたはそれに近い状態で収集することか
ら、RFパワー条件の調整および自動パワー制御をおよ
そ40msec以下(スライス方向のプロトン密度補正
を含めて80msec以下)まで短縮することができ
る。これにより、従来は困難であった、イメージング
(本スキャン)に先立つリアルタイムまたは殆どリアル
タイムの自動パワー制御を実現でき、動きのある部位ま
たは被検者の場合にも、パワー調整の精度が高く、か
つ、安定したものとなるから、結局、高画質のMR像を
提供することができる。さらに、この大幅な時間短縮に
拠って、寝台移動を伴う撮像やインターベンショナル撮
像などの、被検体とコイルとの位置関係を変えながらの
連続撮像法にも、スキャン位置変更の度にリアルタイム
にまたはそれに近い状態で自動パワー制御を実施でき、
連続撮像法でのパワー調整にも確実に対処できるという
利点がある。
【図1】本発明の実施形態に係るMRI装置の構成例を
示す機能ブロック図。
示す機能ブロック図。
【図2】APCスキャンと本スキャンの時間関係を説明
する図。
する図。
【図3】傾斜プロファイルRFパルスのプロファイル例
と時間軸波形のシミュレーション例を示す図。
と時間軸波形のシミュレーション例を示す図。
【図4】傾斜プロファイルRFパルスのプロファイル例
と信号強度分布例とを模式的に説明する図。
と信号強度分布例とを模式的に説明する図。
【図5】第1の実施形態に係るAPCスキャンのパルス
シーケンス(SEタイプ)例とスライス方向の信号波形
例とを示す図。
シーケンス(SEタイプ)例とスライス方向の信号波形
例とを示す図。
【図6】APCスキャンにより収集されたエコー信号を
処理して自動パワー制御を行うための処理例を示すフロ
ーチャート。
処理して自動パワー制御を行うための処理例を示すフロ
ーチャート。
【図7】第2の実施形態に係るAPCスキャンのパルス
シーケンス(FEタイプ)例とスライス方向の信号波形
例とを示す図。
シーケンス(FEタイプ)例とスライス方向の信号波形
例とを示す図。
【図8】第3の実施形態に係るAPCスキャンと本スキ
ャンの時間関係を説明する図。
ャンの時間関係を説明する図。
【図9】第3の実施形態に係るAPCスキャンを概略的
に示すフローチャート。
に示すフローチャート。
【図10】第4の実施形態に係るAPCスキャンのパル
スシーケンス(SEタイプ)例とスライス方向の信号波
形例とを示す図。
スシーケンス(SEタイプ)例とスライス方向の信号波
形例とを示す図。
【図11】第5の実施形態に係るAPCスキャンと本ス
キャンの互いの領域を異ならせた場合の位置関係を説明
する図。
キャンの互いの領域を異ならせた場合の位置関係を説明
する図。
1 磁石 2 静磁場電源 3 傾斜磁場コイルユニット 4 傾斜磁場電源 5 シーケンサ(シーケンスコントローラ) 6 ホスト計算機 7 RFコイル 8T 送信器 8Ta アッテネータ 8R 受信器 10 演算ユニット 11 記憶ユニット 12 表示器 13 入力器
Claims (11)
- 【請求項1】 被検体の特定スライス面の原子核スピン
を、この原子核スピンの励起角度が空間的に不均一にな
るパワー条件を有するRFパルスを少なくとも用いて磁
気的に励起することにより当該励起に伴うMR信号を収
集する信号収集手段と、前記MR信号をスライス方向に
分解して当該MR信号が最大になるスライス位置に対応
した前記励起角度を算出する励起角算出手段と、この励
起角度に基づき前記MR信号が最大になるようにイメー
ジング用RFパルスの強度可変用の要素を自動的に制御
する制御手段とを備えたことを特徴とする磁気共鳴診断
装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の発明において、 前記信号収集手段は、シングルエコーのスピンエコー法
によるパルスシーケンスを実行する実行手段を有し、こ
のパルスシーケンスの励起用RFパルスおよびリフォー
カス用RFパルスを共に前記励起角度が空間的に不均一
になるパワー条件を有するRFパルスで構成したこと磁
気共鳴診断装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の発明において、 前記信号収集手段は、シングルエコーのフィールドエコ
ー法によるパルスシーケンスを実行する実行手段を有
し、このパルスシーケンスの励起用RFパルスを前記励
起角度が空間的に不均一になるパワー条件を有するRF
パルスで構成したこと磁気共鳴診断装置。 - 【請求項4】 請求項1記載の発明において、 前記制御手段は、前記励起角度と前記スライス面の基準
スライス位置における原子核スピンの励起角度との比を
演算する手段と、前記イメージング用RFパルスの強度
可変のファクタを前記比に応じて制御する手段とを備え
た磁気共鳴診断装置。 - 【請求項5】 被検体の特定スライス面の原子核スピン
を、この原子核スピンの励起角度が空間的に均一になる
パワー条件を有する第1のRFパルスを用いて磁気的に
励起することにより当該励起に伴う第1のMR信号を収
集する第1の信号収集手段と、この第1のMR信号をス
ライス方向に分解して第1のデータを得る第1の信号処
理手段と、前記特定スライス面の原子核スピンを、この
原子核スピンの励起角度が空間的に異なる不均一なパワ
ー条件を有する第2のRFパルスを用いて磁気的に励起
することにより当該励起に伴う第2のMR信号を収集す
る第2の信号収集手段と、この第2のMR信号をスライ
ス方向に分解して第2のデータを得る第2の信号処理手
段と、前記第1のデータを前記第2のデータで補正する
補正手段と、この補正データに基づいてMR信号が最大
になるようにイメージング用RFパルスの強度可変用の
要素を自動的に制御する制御手段とを備えたことを特徴
とする磁気共鳴診断装置。 - 【請求項6】 請求項5記載の発明において、 前記第1および第2の信号収集手段は、共通の2エコー
のスピンエコー法によるパルスシーケンスを実行する中
で信号収集する手段であって、前記第1の信号収集手段
は励起用RFパルスおよび最初のリフォーカス用RFパ
ルスに拠るエコー信号を前記第1のMR信号として収集
する手段であり、かつ、前記第2の信号収集手段は2番
目のリフォーカス用RFパルスに拠るエコー信号を前記
第2のMR信号として収集する手段であり、前記励起用
RFパルスおよび最初のリフォーカス用RFパルスを前
記第1のRFパルスで構成し、かつ、前記2番目のリフ
ォーカス用RFパルスを前記第2のRFパルスで構成し
た磁気共鳴診断装置。 - 【請求項7】 請求項6記載の発明において、前記第1
および第2の信号収集手段は共に、前記各RFパルスの
印加と並行してスライス方向傾斜磁場を印加する手段で
あって、この第2の信号収集手段は前記2番目のリフォ
ーカス用RFパルスを印加するときの前記スライス方向
傾斜磁場に疑似エコーを除去するための磁場パルスを重
畳する手段である磁気共鳴診断装置。 - 【請求項8】 被検体の特定スライス面の原子核スピン
を、この原子核スピンの励起角度が所望範囲で空間的に
不均一になるパワー条件を有するRFパルスを少なくと
も用いて磁気的に励起することにより当該励起に伴うM
R信号を収集する信号収集手段と、前記MR信号をスラ
イス方向に分解して当該MR信号が最大になるスライス
位置に対応した前記励起角度を算出する励起角算出手段
と、前記信号収集手段と励起角算出手段の動作を前記励
起角度の所望範囲を狭めながら複数回実行させて最終回
で求められた当該励起角度に基づき前記MR信号が最大
になるようにイメージング用RFパルスの強度可変用の
要素を自動的に制御する制御手段とを備えたことを特徴
とする磁気共鳴診断装置。 - 【請求項9】 被検体の所望イメージング領域をパルス
シーケンスにしたがってスキャンするスキャン手段と、
このスキャンに先だって、前記パルスシーケンスの一部
として印加するRFパルスのパワーを前記イメージング
領域とは異なる別領域からMR信号を収集して自動的に
制御する自動パワー制御手段とを備えた磁気共鳴診断装
置。 - 【請求項10】 請求項9記載の発明において、 前記自動パワー制御手段は、前記被検体の前記別領域と
してスライス面の原子核スピンを、この原子核スピンの
励起角度が空間的に不均一になるパワー条件を有するR
Fパルスを少なくとも用いて磁気的に励起することによ
り当該励起に伴うMR信号を収集する信号収集手段と、
前記MR信号をスライス方向に分解して当該MR信号が
最大になるスライス位置に対応した前記励起角度を算出
する励起角算出手段と、この励起角度に基づき前記MR
信号が最大になるように制御情報を算出する制御情報算
出手段と、この制御情報により前記パルスシーケンスの
RFパルスの強度可変用の要素を自動的に制御する制御
手段とを備えた磁気共鳴診断装置。 - 【請求項11】 請求項9記載の発明において、 前記イメージング領域のRFパワー強度と前記別領域の
RFパワー強度との比に応じて前記制御情報を補正する
補正手段を備える磁気共鳴診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10097823A JPH11290288A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 磁気共鳴診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10097823A JPH11290288A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 磁気共鳴診断装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11290288A true JPH11290288A (ja) | 1999-10-26 |
Family
ID=14202459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10097823A Pending JPH11290288A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 磁気共鳴診断装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11290288A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007170931A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Jeol Ltd | Nmr測定条件の最適化方法 |
JP2011092434A (ja) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
GB2564528A (en) * | 2017-05-18 | 2019-01-16 | Synaptive Medical Barbados Inc | Transmit coil frequency response correction for magnetic resonance imaging |
US10353042B2 (en) | 2014-07-31 | 2019-07-16 | Toshiba Medical Systems Corporation | MRI apparatus |
CN112230171A (zh) * | 2020-09-08 | 2021-01-15 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 磁共振接收机、磁共振系统和信号接收方法 |
-
1998
- 1998-04-09 JP JP10097823A patent/JPH11290288A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007170931A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Jeol Ltd | Nmr測定条件の最適化方法 |
JP2011092434A (ja) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
US10353042B2 (en) | 2014-07-31 | 2019-07-16 | Toshiba Medical Systems Corporation | MRI apparatus |
GB2564528A (en) * | 2017-05-18 | 2019-01-16 | Synaptive Medical Barbados Inc | Transmit coil frequency response correction for magnetic resonance imaging |
US10705166B2 (en) | 2017-05-18 | 2020-07-07 | Synaptive Medical (Barbados) Inc. | Transmit coil frequency response correction for magnetic resonance imaging |
GB2564528B (en) * | 2017-05-18 | 2022-05-04 | Synaptive Medical Inc | Transmit coil frequency response correction for magnetic resonance imaging |
US11397230B2 (en) | 2017-05-18 | 2022-07-26 | Synaptive Medical Inc. | Transmit coil frequency response correction for magnetic resonance imaging |
CN112230171A (zh) * | 2020-09-08 | 2021-01-15 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 磁共振接收机、磁共振系统和信号接收方法 |
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