WO2011040289A1 - 磁気共鳴イメージング装置および励起領域調整方法 - Google Patents

磁気共鳴イメージング装置および励起領域調整方法 Download PDF

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後藤　智宏
崇 西原
板垣　博幸
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株式会社 日立メディコ
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    • G01R33/567—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution gated by physiological signals, i.e. synchronization of acquired MR data with periodical motion of an object of interest, e.g. monitoring or triggering system for cardiac or respiratory gating
    • G01R33/5676—Gating or triggering based on an MR signal, e.g. involving one or more navigator echoes for motion monitoring and correction

Definitions

  • the present invention measures nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as ⁇ NMR '') signals from hydrogen, phosphorus, etc. in a subject and visualizes nuclear density distribution, relaxation time distribution, etc. Regarding technology.
  • the present invention relates to an imaging technique using two-dimensional selective excitation that selectively excites a region restricted in an arbitrary two-dimensional direction.
  • a radio frequency magnetic field (RF) pulse is applied together with a gradient magnetic field to excite a predetermined region (local region), and imaging is realized by reconstructing an image from an echo signal obtained therefrom.
  • RF radio frequency magnetic field
  • 2DRF two-dimensional selective excitation RF
  • Typical applications of 2DRF include navigator echo acquisition pulses (for example, see Non-Patent Document 1) for monitoring respiratory motion, and pre-saturation pulses (for example, Non-Patent Documents) for local area signal suppression.
  • the cylinder-type local region (cylinder excitation region) excited by 2DRF differs for each application.
  • the shape of this cylinder excitation region is determined by the cylinder diameter, which is the excitation diameter.
  • the excitation position offset position
  • the cylinder excitation region (shape and position) is determined by the pulse shape of 2DRF and the shape of the gradient magnetic field pulse applied together with 2DRF.
  • 2DRF the pulse shape of 2DRF
  • the shape of the gradient magnetic field pulse applied together with 2DRF some errors occur in the area due to the characteristics of each apparatus. For example, in a respiratory motion monitor, it is only necessary that an echo signal can be acquired from a large part (such as the diaphragm or abdominal wall) where respiratory motion is performed. Therefore, when 2DRF is used as a navigator echo acquisition pulse, the size of the cylinder excitation region does not require high accuracy, and the above error does not cause a problem.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for obtaining a high-quality image regardless of its use in imaging using a two-dimensional selective excitation pulse.
  • the present invention executes the two-dimensional selective excitation sequence while changing the coefficient for determining the cylinder diameter of the region excited by the two-dimensional selective excitation sequence and the time difference for determining the offset position.
  • the obtained excitation region is compared with the desired region, and the coefficient and time difference when matching are determined to be optimal.
  • An imaging apparatus comprising: an adjustment unit that adjusts at least one of a shape and a position of an excitation region according to a local excitation sequence.
  • an excitation region adjustment method for adjusting an excitation region at the time of executing a local excitation sequence, the local region realizing the shape of the excitation region based on the excitation region set by an operator
  • An excitation region adjustment method comprising: a shape parameter calculation step for calculating a shape parameter of an excitation sequence; and a shape parameter setting step for setting the shape parameter calculated in the shape parameter calculation step in the local excitation sequence And a position parameter calculation step for calculating a position parameter of the local excitation sequence for realizing the position of the excitation region based on the excitation region set by the operator, and the position parameter calculation step.
  • the calculated position parameter is used as the local excitation sequence.
  • Providing at least one of the excitation region adjustment method of the excitation area adjustment method characterized by further comprising a position parameter setting step of setting a scan, the.
  • Functional block diagram of the MRI apparatus of the first embodiment (a), (b) is a sequence diagram of the two-dimensional selective excitation sequence of this embodiment Functional block diagram of a portion related to excitation region adjustment processing of the control unit of the present embodiment Flow chart of excitation region adjustment processing of this embodiment Explanatory drawing for demonstrating the designation
  • Explanatory drawing for demonstrating the offset position adjustment process of this embodiment (a)-(d) is explanatory drawing for demonstrating the discrimination
  • Flow chart of another example of cylinder diameter adjustment processing of this embodiment (a), (b) is explanatory drawing for demonstrating another example of the cylinder diameter measuring method of this embodiment.
  • designated screen of this embodiment Functional block diagram of a portion related to excitation region adjustment processing of the control unit of the second embodiment Flow chart of adjustment value table generation processing of the second embodiment Explanatory drawing for demonstrating the adjustment value table of 2nd embodiment.
  • FIG. 1 is a functional block diagram of the MRI apparatus 100 of the present embodiment.
  • the MRI apparatus 100 of the present embodiment includes a magnet 102, a gradient magnetic field coil 103, a radio frequency magnetic field (RF) coil 104, an RF probe 105, a gradient magnetic field power source 106, an RF transmission unit 107, and a signal detection unit 108.
  • RF radio frequency magnetic field
  • the magnet 102 generates a static magnetic field in a region (examination space) around the subject 101.
  • the gradient magnetic field coil 103 is composed of coils in three directions of X, Y, and Z, and each generates a gradient magnetic field in the examination space in accordance with a signal from the gradient magnetic field power supply 106.
  • the RF coil 104 applies (irradiates) RF to the examination space in accordance with a signal from the RF transmission unit 107.
  • the RF probe 105 detects an MR signal generated by the subject 101. A signal received by the RF probe 105 is detected by the signal detection unit 108, subjected to signal processing by the signal processing unit 109, and input to the control unit 110.
  • the control unit 110 reconstructs an image from the input signal and displays it on the display unit 111. Further, the control unit 110 performs operations of the gradient magnetic field power source 106, the RF transmission unit 107, and the signal detection unit 108 in accordance with imaging parameters input from the operator via the control time chart and the operation unit 112 held in advance. Control.
  • the control time chart is generally called a pulse sequence.
  • the bed 113 is for the subject to lie down.
  • the MRI apparatus 100 may further include a shim coil that corrects the static magnetic field inhomogeneity in the examination space and a shim power source that supplies current to the shim coil.
  • the subject of MRI imaging is the main constituent substance of the subject 102, proton.
  • proton the main constituent substance of the subject 102, proton.
  • the RF transmitter 107 is driven according to the pulse sequence, and the subject 101 is irradiated with a high-frequency magnetic field pulse (RF pulse) from the RF coil 104.
  • RF pulse high-frequency magnetic field pulse
  • the echo signal generated from the subject 101 is subjected to different phase encoding depending on the gradient magnetic field and detected.
  • values such as 128, 256, and 512 are usually selected per image.
  • Each echo signal is usually obtained as a time-series signal composed of 128, 256, 512, and 1024 sampling data. These data are two-dimensionally Fourier transformed to create one MR image.
  • the gradient magnetic field is applied by each gradient magnetic field coil 103 by operating the gradient magnetic field power source 106 in accordance with the pulse sequence.
  • a two-dimensional selective excitation (2DRF) pulse is applied together with an oscillating gradient magnetic field, and a region excited in a two-dimensional direction is excited in a cylinder type (hereinafter, referred to as 2 Called the dimension-selective excitation sequence).
  • 2 DRF two-dimensional selective excitation
  • FIG. 2 (a) is an example of a pulse sequence of the excitation part of the two-dimensional selective excitation sequence of the present embodiment.
  • excitation is performed in a cylinder shape having the z-axis direction as the axial direction is shown.
  • the 2D RF pulse 611 is applied together with the oscillating gradient magnetic field (Gx) 612 in the x-axis direction and the oscillating gradient magnetic field (Gy) 613 in the y-axis direction.
  • Gx oscillating gradient magnetic field
  • Gy oscillating gradient magnetic field
  • a cylindrical region cylinder excitation region whose axial direction is the axial direction is excited.
  • the echo signal obtained from the excitation region is phase-encoded as described above, sampled in time series, and placed in the k space.
  • the region excited by the two-dimensional selective excitation sequence 600 (cylinder excitation region) is adjusted to be the region intended by the operator.
  • the cylinder excitation region is determined by the diameter of the cylinder excitation region (cylinder diameter) and the position of the cylinder excitation region (offset position). Therefore, the two-dimensional selective excitation sequence 600 is adjusted so that the cylinder diameter of the cylinder excitation region by the two-dimensional selective excitation sequence 600 becomes the cylinder diameter intended by the operator and the offset position becomes the offset position intended by the operator.
  • the cylinder diameter is adjusted in such a way that the cylinder diameter (actual cylinder diameter) of the cylinder excitation area actually excited by the two-dimensional selective excitation sequence matches the cylinder diameter (designated cylinder diameter) specified by the operator. This is done by adjusting 600 shape parameters.
  • the offset position is adjusted by adjusting the two-dimensional selective excitation sequence 600 so that the actually excited position (actual offset position) matches the offset position (designated offset position) specified by the operator after matching the cylinder diameter. This is done by adjusting the position parameter.
  • the control unit 110 of the present embodiment includes an excitation region adjustment unit that adjusts the cylinder excitation region by the two-dimensional selective excitation sequence 600.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of a portion related to adjustment of the excitation region by the two-dimensional selective excitation sequence 600 of the control unit 110 of the present embodiment.
  • the control unit 110 includes an excitation region adjustment unit 210 and a UI control unit 230.
  • the excitation region adjustment unit 210 has a cylinder diameter adjustment unit 211 that determines the shape parameter of the two-dimensional selective excitation sequence 600 for making the cylinder diameter of the excitation region a desired one and an offset position for making the desired offset position.
  • an offset position adjustment unit 212 that determines a position parameter of the two-dimensional selective excitation sequence.
  • the control unit 110 is configured by an information processing apparatus including a CPU, a memory, and a storage device, and each of these functions is realized by loading a program previously stored in the storage device into the memory and executing the program. .
  • FIG. 4 is a processing flow of the excitation region adjustment processing of the present embodiment.
  • the excitation area adjustment process of the present embodiment starts upon receiving a start instruction from the operator.
  • the excitation region adjustment unit 210 Upon receiving a start instruction from the operator, the excitation region adjustment unit 210 causes the UI control unit 230 to display a designation screen for designating the designated cylinder diameter and the designated offset position on the display unit 111, and accepts these inputs (Step S1). S1101).
  • the UI control unit 230 receives the designated cylinder diameter and the designated offset position via the designation screen, the UI control unit 230 notifies the cylinder diameter adjustment unit 211 and the offset position adjustment unit 212 of such information.
  • the cylinder diameter adjustment unit 211 performs cylinder diameter adjustment processing for adjusting the cylinder diameter (step S1102). After the cylinder diameter adjustment process, the offset position adjustment unit 212 performs an offset position adjustment process for adjusting the offset position (step S1103).
  • the excitation region adjustment unit 210 generates a two-dimensional selective excitation sequence by setting the obtained result (step S1104), and ends the process.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the designation screen 300 of the present embodiment.
  • the designation screen 300 of this embodiment includes a cylinder diameter designation area 310 for designating a cylinder diameter and an offset position designation area 320 for designating an offset position.
  • the cylinder diameter designation area 310 includes a diameter designation area 311 and a numerical value display area 312.
  • the diameter designation region 311 includes a guideline 313 indicating the center of the irradiation region by 2DRF.
  • a cylinder cross section display 314 indicating the cross section area of the cylinder is displayed in advance.
  • a circle is displayed.
  • the operator adjusts the size of the cylinder section display 314 displayed in the diameter designation region 311 using a mouse or the like provided in the operation unit 112.
  • the cylinder diameter obtained as a result of the adjustment is displayed numerically in the numerical value display area 312.
  • the cylinder diameter may be input numerically via the numerical display area 312.
  • the size of the cylinder section display 314 is changed in accordance with the cylinder diameter input by the operator via the numerical value display area 312 and displayed in the diameter designation area 311.
  • the offset position designation area 320 includes a position designation area 321 and a numerical display area 322.
  • the position designation area 321 includes a guideline 323 indicating the center of the irradiation area.
  • a cylinder cross section display 324 indicating the cross section area of the cylinder is displayed.
  • the size of the cylinder cross section display 324 changes in accordance with the cylinder diameter specified in the cylinder diameter specifying area 310.
  • the operator adjusts the position of the cylinder cross-section display 324 displayed in the position designation area 321 using a mouse or the like provided in the operation unit 112.
  • the adjusted position is displayed numerically in the numerical value display area 322.
  • the position designation area 321 is represented by the x axis and the y axis, and the values of the x coordinate and the y coordinate when the center of the irradiation area is the center of this coordinate axis are displayed.
  • the offset position designation area 320 may also be configured so that the offset position can be input numerically via the numerical value display area 322. In this case, the position of the cylinder section display 324 is changed and displayed in the position designation area 321 in accordance with the offset position input by the operator via the numerical value display area 322.
  • the configuration of the designation screen 300 is not limited to this. Only one of the cylinder diameter designation area 310 and the offset position designation area 320 may be displayed. In this case, the UI control unit 230 displays one in accordance with an instruction from the operator.
  • n is a natural number of 1 or more and represents the number of rotations in the k space.
  • A is a coefficient that defines the size of k-space. From equation (1), as the coefficient A changes, the k-space scanning position (k x (t), k y (t)) changes, and the k-space size (frequency band) to be selected also changes. That is, if the coefficient A is large, the k space to be scanned occupies a wide frequency band, and if it is small, it occupies a narrow frequency band. Accordingly, the real space size to be excited, that is, the cylinder diameter of the cylinder excitation region changes.
  • the coefficient A is determined so that the actual cylinder diameter RAr becomes the designated cylinder diameter SPr.
  • Equation (1) k (t) changes when coefficient A is changed.
  • Equation (2) the relationship between the gradient magnetic field G (t) and k (t) is as shown in Equation (2).
  • ⁇ is a gyromagnetic ratio (constant).
  • the gradient magnetic field G (t) is proportional to the time derivative of k (t). Therefore, since the coefficient A is a coefficient related to the amplitude of the gradient magnetic field (t), setting the value of the coefficient A determines the amplitude of the gradient magnetic field G (t) in particular.
  • the value of the coefficient A is set, and the waveforms of the gradient magnetic field Gx212 and the gradient magnetic field Gy213 are determined.
  • FIG. 6 is a processing flow of cylinder diameter adjustment processing of the present embodiment.
  • an initial value a 0 is set for the coefficient A (step S1201).
  • the initial value a 0 is predetermined and held in a storage device or the like.
  • the coefficient A is a 0, and an image is acquired using the obtained gradient magnetic fields Gx212 and Gy213 together with the two-dimensional selective excitation sequence 600 (step S1202).
  • Acquisition of an image using the two-dimensional selective excitation sequence 600 is performed, for example, prior to a general sequence (referred to as an image acquisition sequence) in which an excitation portion of the two-dimensional selective excitation sequence 600 is used as a pre-saturation pulse and an image is acquired.
  • 2DRF is applied with a strong application intensity, for example, by setting the flip angle to about 90 degrees.
  • a cylinder excitation region excited in a cylindrical shape by the two-dimensional selective excitation sequence 600 remains on the acquired image as a signal reduction region (dark band).
  • the diameter of this dark band is the actual cylinder diameter RAr on the image.
  • the diameter Dr of the dark band on the acquired image is measured (step S1203).
  • the dark band diameter Dr and the designated cylinder diameter SPr are compared (steps S1204 and S1205). If the dark band diameter Dr matches the designated cylinder diameter SPr, the process is terminated.
  • a predetermined allowable range may be set as well as a case where they completely match. For example, if the diameter Dr of the dark band falls within a predetermined range centered on the designated cylinder diameter SPr, it is determined that they match.
  • ⁇ a is also stored in the storage device in advance.
  • the value of the coefficient A is obtained so that the actual cylinder diameter RAr and the designated cylinder diameter SPr are equal.
  • step S1203 a method of measuring the cylinder diameter (dark band diameter Dr) on the acquired image (hereinafter referred to as phantom image) in step S1203 will be described with reference to FIG.
  • the upper part of FIG. 7 is an example of the obtained phantom image 401.
  • a dark band 402 is generated at the center of the phantom image 401.
  • the signal profile of the line 403 passing through the center of the dark band 402 is measured.
  • the obtained signal profile 405 is shown in the lower part of FIG.
  • the obtained signal profile 405 is scanned, the size 406 of the area where the signal value is reduced is measured, and the measurement result is set as the cylinder diameter (dark band diameter Dr).
  • a half width can be used as the region where the signal value is lowered.
  • M 0 is the state of magnetization at the static magnetic field center P 0
  • the magnetization ⁇ is the gyromagnetic ratio (constant)
  • B 1 (t) is the 2D RF pulse 611 irradiated by the two-dimensional selective excitation sequence 600 It is a waveform.
  • the waveform B 1 (t) of the 2D RF pulse 611 is expressed as follows using the weighting function W (k) and the modulated gradient magnetic field G (t) (gradient magnetic field 612Gx and gradient magnetic field 613Gy) applied for region selection. Is given by equation (4).
  • the waveform B 1 (t) of the 2D RF pulse 611 can be changed by changing the shape of the gradient magnetic field G (t) (gradient magnetic field 612Gx and gradient magnetic field 613Gy) at a certain timing t, and accordingly The magnetization M xy also changes. That is, when the relationship between the gradient magnetic field G (t) (the gradient magnetic field 612Gx and the gradient magnetic field 613Gy) with respect to the waveform B1 (t) of the 2DRF pulse 611 changes at a certain timing t, the offset position changes.
  • this is used to change the relationship between the 2D RF pulse 611 and the gradient magnetic fields 612 and 613 at time t, finely adjust the actual offset position RAof, and match the specified offset position SPof.
  • the relationship between the intensity of the 2D RF pulse 611 and the gradient magnetic fields 612 and 613 is obtained by shifting the start times of the 2D RF pulse 611 and the gradient magnetic fields 612 and 613 in the two-dimensional selective excitation sequence 600. Change.
  • time difference TimeD is the amount of deviation from the application start time of the gradient magnetic fields 612 and 613 from the application start time of the 2D RF pulse 611, in the offset position adjustment process, the value of the time difference TimeD at which the actual offset position RAof becomes the specified offset position SPof is calculated. decide.
  • the phase of the 2DRF pulse 611 is expressed by the following equation (5) using k x (t) and k y (t) determined by the cylinder diameter adjustment processing.
  • FIG. 8 is a processing flow of offset position adjustment processing.
  • 9 and 10 are diagrams for explaining the offset position adjustment processing.
  • an image (an image without a cylinder) is acquired without using the two-dimensional selective excitation sequence 600 together (step S1301).
  • an image is acquired using the image acquisition sequence used in the cylinder diameter adjustment process.
  • a template for confirming the consistency between the designated offset position and the actual offset position is generated (step S1302).
  • two of the first template 710 and the second template 720 are generated.
  • the first template 710 is obtained by filling a region 712 having a specified cylinder diameter SPr with a center at the center of the FOV that is the center of the static magnetic field with 0 data. This is a two-dimensional selective excitation sequence that mimics the state without offset.
  • the second template 720 is filled with 0 data in a region 722 centered on the offset position SPof designated in step S1101 of the excitation region adjustment processing and having a diameter of the designated cylinder diameter SPr.
  • a first image 810 capable of specifying a dark band is acquired (step S1303).
  • the 2D RF pulse 611 of the two-dimensional selective excitation sequence 600 is used as a pre-saturation pulse, and the image acquisition sequence is executed.
  • the first image 810 is acquired with no offset.
  • a signal profile (reference signal profile) as a reference for checking the consistency of the offset position is generated (step S1304).
  • the procedure for creating the reference signal profile will be described with reference to FIG. First, a difference between the first template 710 and the first image 810 is taken to obtain a first difference image 830.
  • the first difference image 830 is an image in which a signal exists only in the dark band region 812.
  • a reference signal profile is generated from the first difference image 830 in the x-axis direction and the y-axis direction. Specifically, an image 831 obtained by inverse Fourier transform in the y-axis direction and an image 832 obtained by inverse Fourier transform in the x-axis direction are generated from the first difference image 830.
  • images 833 and 834 are obtained in which the image of the dark band region 812 is integrated into one pixel in the direction subjected to inverse Fourier transform.
  • a direction that includes these images 833 and 834 and is not subjected to inverse Fourier transform (if the image is obtained by inverse Fourier transform in the y-axis direction, if it is an image obtained by inverse Fourier transform in the x-axis direction and x-axis direction ,
  • Signal profiles 837 and 838 of lines 835 and 836 along the y-axis direction are created and used as reference signal profiles.
  • an initial value d 0 is set to the time difference TimeD between the application start time of the 2D RF pulse 611 and the application start times of the oscillating gradient magnetic fields 612 and 613 when executing the two-dimensional selection sequence 600 (step S1305).
  • the initial value d 0 is determined in advance and held in a storage device or the like.
  • a two-dimensional selective excitation sequence in which the application start times of the gradient magnetic fields 612 and 613 are shifted by the time difference TimeD is generated (step S1306).
  • an image acquisition sequence is executed in combination with this two-dimensional selective excitation sequence to acquire a second image 820 (step S1307).
  • the two-dimensional selective excitation sequence used here is the same as the two-dimensional selective excitation sequence 600 used when the first image 810 is acquired, except for the start times of the gradient magnetic fields 612 and 613.
  • a second difference image 840 is generated from the second template 720 and the second image 820, and signal profiles in the x-axis direction and the y-axis direction are generated (step S1308).
  • the signal profile generation method is the same as that generated from the first difference image.
  • a difference between the second template and the second image 820 is taken to obtain a second difference image 840.
  • the dark band region of the second image 820 matches the dark band region 722 set on the second template 720 on the obtained difference image 840.
  • the obtained difference image 840 has a displacement between the dark band region 822 of the second image 820 and the dark band region 722 on the second template 720. As a result, two dark band regions 722 and 822 are generated on the second difference image 840.
  • an image 841 obtained by inverse Fourier transform in the y-axis direction and an image 842 obtained by inverse Fourier transform in the x-axis direction are generated. Then, an image in which the image in the dark band region is integrated into one pixel in the direction subjected to inverse Fourier transform is obtained.
  • images 743 and 744 obtained from the dark band region 722 and images 843 and 844 obtained from the dark band region 822 are obtained.
  • the signal profile 847 of the line 845 along the direction including the images 743 and 843 and not subjected to the inverse Fourier transform is obtained.
  • a signal profile 848 of the line 846 along the direction including these images 744 and 844 and not subjected to inverse Fourier transform is obtained.
  • the obtained signal profiles 847 and 848 are compared with the reference signal profiles 837 and 838 in the same direction, respectively, to determine whether or not the excitation positions are matched (step S1309).
  • the consistency of the excitation position is determined by the match / mismatch of the signal profiles to be compared.
  • An example of the discrimination method is shown in FIG. As shown in this figure, the signal profile is compared with a signal value and a histogram of a range in which the signal value is distributed. That is, the distribution range and the signal intensity are compared, and if they match, it is determined that they match regardless of the distribution position. Otherwise, it is determined as a mismatch. It should be noted that whether or not they are coincident may be configured such that, even if they are not strictly the same numerical value, an allowable error is set, and if the difference is within an allowable error range, it is determined that they are coincident.
  • the comparison target signal profile 902 shown in FIG. 11 (b) has a peak distribution range X5 to X6 and a signal intensity S2, and a distribution range X7 to X8 and a signal intensity S2 peak. This is because the reference signal profile 901 is different.
  • a predetermined value eg, ⁇ d
  • a predetermined value held in advance may be used as the allowable range used in the confirmation of consistency, or the allowable range may be calculated based on the spatial resolution corresponding to the imaging conditions of the image acquisition sequence.
  • the excitation region adjustment unit 210 of this embodiment determines the pulse sequence of the two-dimensional selective excitation sequence using the coefficient A and the time difference TimeD obtained by the above procedure.
  • an error in the size of the cylinder excitation region due to the characteristics of each device can be automatically and accurately corrected. Therefore, the region intended by the operator can be accurately excited by the two-dimensional selective excitation pulse. For this reason, the effect of the 2DRF pulse can be provided with high accuracy without burden on the operator, and a high quality image can be obtained.
  • the offset position is designated immediately after the cylinder diameter is designated, but the present invention is not limited to this. After specifying the cylinder diameter and determining the coefficient A, the offset position may be specified immediately before the offset position is adjusted.
  • the case where the shape of the cross section parallel to the xy plane of the cylinder excitation region is a circle is described as an example, but this shape is not limited thereto.
  • the cylinder diameters may be different ellipses in the biaxial directions.
  • the major axis direction and the minor axis direction of the ellipse are measured in two directions.
  • the designated cylinder diameter SPr are made to substantially coincide with each other.
  • a processing procedure in this case will be described.
  • the coefficient of kx (t) is Ax
  • the coefficient of ky (t) is Ay.
  • FIG. 12 is a processing flow of cylinder diameter adjustment processing in this case.
  • the cylinder diameter adjustment unit 211 specifies the major axis direction and the minor axis direction of the cylinder diameter in the two-dimensional selection region (step S1401).
  • the same processing from step S1201 to step S1207 of the cylinder diameter adjustment processing is performed, from step S1402 to step S1408.
  • the coefficient Ax in the x-axis direction is determined.
  • the diameter Drx in the x-axis direction is measured in step S1404, and the specified cylinder diameter SPrx in the minor axis direction (x-axis direction) is used for comparison in steps S1405 and S1406. Further, ⁇ Ax held in advance for the x-axis direction is used as the difference for addition and subtraction in steps S1407 and S1408.
  • FIG. 13A The upper part of FIG. 13A is the phantom image 411 acquired in step S1403.
  • a dark band 412 is generated at the center of the phantom image 411.
  • a signal profile of a line 413 passing through the center of the dark band 412 and parallel to the x-axis direction is measured.
  • the obtained signal profile 415 is shown in the lower part of FIG.
  • the obtained signal profile 415 is scanned, and the size 416 of the area where the signal value is reduced is measured and set as the cylinder diameter (dark band diameter Drx).
  • a half width can be used as the region where the signal value is lowered.
  • step S1407 or step S1408 when the above processing is repeated, if the coefficient Ax is changed through step S1407 or step S1408, the shape of the signal profile 415 changes, and the size 416 obtained as the dark band diameter Drx. The width of also changes.
  • step S1409 to step S1415 the same processing from step S1201 to step S1206 of the processing cylinder diameter adjustment processing is executed as step S1409 to step S1415, and the coefficient in the y-axis direction Determine Ay.
  • the diameter Dry in the y-axis direction is measured in step S1411, and the designated cylinder diameter SPry in the major axis direction (y-axis direction) is used for comparison in steps S1412 and S1413.
  • ⁇ Ay held in advance for the y-axis direction is used as the difference for addition and subtraction in steps S1414 and S1415.
  • FIG. 13B The upper part of FIG. 13B is the phantom image 421 acquired in step S1410.
  • a dark band 422 is generated at the center of the phantom image 421.
  • a signal profile of a line 423 passing through the center of the dark band 422 and parallel to the y-axis direction is measured.
  • the obtained signal profile 425 is shown in the lower part of FIG.
  • the obtained signal profile 425 is scanned, and the size 426 of the region where the signal value is reduced is measured to obtain the cylinder diameter (dark band diameter Dry).
  • a half width can be used as the region where the signal value is lowered.
  • step S1414 or step S1415 when the above processing is repeated, if the coefficient Ay is changed via step S1414 or step S1415, the shape of the signal profile 415 changes, and the size 416 obtained as the dark band diameter Dry is obtained. The width of also changes.
  • the processing order in the major axis direction and the minor axis direction may be reversed.
  • FIG. 14 shows an example of the cylinder diameter designation area 330 on the designation screen 300 displayed on the display unit 111 in this case.
  • the cylinder diameter designation area 330 includes a diameter designation area 331 and a numerical value display area 332.
  • the diameter designation region 331 includes a guideline 333 indicating the center of the irradiation region by 2DRF.
  • a cylinder cross section display 334 indicating a cross section area of the cylinder is displayed in advance.
  • an ellipse is displayed.
  • the operator adjusts the size of the cylinder cross section display 334 displayed in the diameter designation region 331 using a mouse or the like provided in the operation unit 112.
  • the diameter in the x-axis direction and the diameter in the y-axis direction of the cylinder diameter obtained as a result of the adjustment are displayed numerically in the numerical value display area 332.
  • the cylinder diameter may be input numerically via the numerical display area 332.
  • the size of the cylinder cross-section display 334 is changed according to the cylinder diameter input by the operator via the numerical value display area 33 and displayed in the diameter designation area 331.
  • the time differences TimeDx and TimeDy at which the designated offset position and the actual offset position match are sequentially determined for each of the x-axis direction and the y-axis direction.
  • the reference signal profile is generated from the data without offset, and the comparison is made to check the consistency between the specified offset position and the actual offset position.
  • the sex confirmation method is not limited to this. You may comprise so that it may discriminate
  • the dark band region 722 and the dark band region 822 match. Therefore, in the images 841 and 842 obtained by performing inverse Fourier transform on the second difference image 840, the signals 743 and 843 and the signals 744 and 844 coincide with each other. For this reason, the signal profiles 847 and 848 have one peak. Therefore, for example, when the obtained signal profiles 847 and 848 are scanned and there is one peak, it is determined that the signals match and the excitation positions match.
  • an allowable error may be set and consistency may be determined within the range.
  • the 2D selective excitation sequence is used for various purposes such as pre-saturation, navigator echo acquisition, magnetization reversal, and labeling. In these measurements, it is necessary to set various cylinder diameters.
  • a specific blood vessel with a diameter of several millimeters is labeled with a two-dimensional selective excitation pulse, it is required to set a cylinder diameter that matches the blood vessel diameter.
  • a navigator echo it is required to set a cylinder diameter suitable for a part for monitoring respiratory motion.
  • optimal adjustment values are calculated in advance and stored as a table for each application that may perform two-dimensional selective excitation in the MRI apparatus 100. Then, when the two-dimensional selective excitation sequence is executed, an optimal adjustment value is selected from the table according to the application.
  • the MRI apparatus 100 of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment. However, the configuration of the control unit 110 is different.
  • FIG. 15 is a functional block diagram of the control unit 110 of the present embodiment. As described above, in this embodiment, the cylinder diameter and the offset position are set for each application, and the coefficient A and the time difference TimeD are calculated using the method of the first embodiment. Then, the calculation result is held in association with information specifying the application.
  • the control unit 110 of this embodiment includes an adjustment value table 510 that stores adjustment values in the storage device.
  • control unit 110 calculates the coefficient A and the time difference TimeD for each application according to an instruction from the operator, and stores the adjustment value table generation unit 240 in the adjustment value table 510, and adjusts according to the instruction from the operator.
  • An adjustment value setting unit 250 is further provided that extracts the coefficient A and TimeD from the value table 510 and sets them in the imaging sequence.
  • the adjustment value table generation unit 240 and the adjustment value setting unit 250 are realized by the CPU loading a program previously stored in the storage device and executing it.
  • the adjustment value table generation unit 240 of the present embodiment performs excitation region adjustment processing on the excitation region adjustment unit 210 in the same manner as in the first embodiment in accordance with instructions from the operator during initial setting such as installation. Then, the coefficient A and the time difference TimeD are calculated for each application and stored in the adjustment value table 510.
  • N is a natural number
  • N is a natural number
  • step S1602 the nth application is extracted from the area where the application is held (step S1602).
  • step S1603 the designated cylinder diameter and the designated offset position for the application are extracted from the area where these are held (step S1603).
  • step S1102 and step S1104 of the excitation region adjustment process shown in FIG. 4 are executed (step S1604).
  • step S1605 the obtained adjustment value is stored in the adjustment value table 510 in association with the application (step S1605).
  • the above processing is executed for all uses (steps S1606 and S1607).
  • a designation screen may be displayed, input of a designated cylinder diameter and a designated offset position may be accepted, and the coefficient A and the time difference TimeD may be calculated accordingly.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining the adjustment value table 510 of the present embodiment.
  • the adjustment value table 510 includes application information 511 that is information for specifying an application, a coefficient A512 that makes the excitation size of the two-dimensional selective excitation sequence the cylinder diameter optimum for the application, and the excitation position of the two-dimensional selective excitation sequence.
  • the time difference TimeD513, which is the optimum offset position for the application, is stored in association with each other.
  • the adjustment value setting unit 250 refers to the adjustment value table 510 in response to the operator selecting the application, and is stored in association with the application (application information 511) selected by the operator. A512 and time difference TimeD513 are extracted, and a two-dimensional selective excitation sequence 600 is generated.
  • FIG. 18 shows an example of an application input screen 520 displayed on the display unit 111 for the operator to select an application.
  • the application input screen 520 of this embodiment includes an application reception area 521 that receives an input of an application, and a start button 522 that receives an instruction to start sequence execution.
  • the adjustment value setting unit 250 reads the usage specified in the usage reception area 521 and performs the above processing.
  • the application input screen 520 is generated from screen data held in advance and displayed on the display unit 111 when the UI control unit 230 receives an instruction from the operator to execute the two-dimensional selective excitation sequence.
  • the error in the size of the cylinder excitation region that occurs depending on the characteristics of each device can be automatically and accurately corrected for each application. Therefore, the two-dimensional selective excitation sequence can be executed with the optimum cylinder diameter and offset position for each application. For this reason, the effect of the 2DRF pulse can be given with high accuracy without burden on the operator, and a high-quality image can be obtained.
  • the time of the shooting sequence is not extended.
  • the MRI apparatus 100 may not include the excitation region adjustment unit 210 and the adjustment value table generation unit 240.
  • an information processing apparatus that is independent of the MRI apparatus 100 and that can communicate with the MRI apparatus 100 includes the excitation region adjustment unit 210 and the adjustment value table generation unit 240, and the adjustment value on the information processing apparatus.
  • the table generation unit 240 creates the adjustment value table 510 before shipment and stores it in the storage unit of the control unit 110.
  • the adjustment value table 510 is configured to store the adjustment value for each application, but is not limited thereto. You may comprise so that an adjustment value may be hold
  • the adjustment value setting unit 250 extracts a corresponding adjustment value from the adjustment value table 510 according to the optimum cylinder diameter and offset position for each application.
  • N is a natural number
  • step S1612 the nth set is extracted from the held area (step S1612).
  • step S1102 and step S1104 of the excitation region adjustment process shown in FIG. 4 are executed (step S1613).
  • step S1614 the obtained adjustment value is stored in the adjustment value table 510 in association with the set of the cylinder diameter and the offset position (step S1614).
  • the above processing is executed for all sets (steps S1615 and S1616).
  • FIG. 20 is a functional block diagram of the control unit 110 of the present embodiment.
  • the control unit 110 according to the present embodiment includes a necessity determination unit 260 that determines whether adjustment is necessary. Further, for use in necessity determination, the control unit 110 of the present embodiment includes a second adjustment value table 530 in the storage device.
  • an excitation region adjustment process is performed according to the cylinder diameter required in the two-dimensional selective excitation sequence, The adjustment values (coefficient A and time difference TimeD) are determined.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining the second adjustment value table 530.
  • the adjustment value table 530 includes a cylinder size storage unit 535 that stores a set of the cylinder diameter 531 and the offset position 532, and an adjustment value corresponding to the cylinder size stored in the cylinder size storage unit 535.
  • an adjustment value storage unit 536 that stores a set of a coefficient A533 and a time difference TimeD534.
  • the necessity determining unit 260 of the present embodiment receives the input of the cylinder diameter and the offset position at the time of shooting, the combination of the received cylinder diameter and the offset position is stored in the adjustment value table 530 in accordance with an instruction from the control unit 110. Whether the cylinder size is stored in the cylinder size storage unit 535 is determined.
  • the control unit 110 causes the excitation region adjustment unit 210 to perform excitation region adjustment processing according to the determination result, and stores the result in the adjustment value table 530.
  • the control unit 110 executes scanogram imaging for acquiring a positioning image (scano image) (step S1501).
  • the scanogram is acquired according to the purpose of shooting. For example, if the navigator is intended, an image of an area where the navigator application position (diaphragm, abdominal wall, etc.) and the main imaging basin can be visually recognized is acquired.
  • the UI control unit 230 generates a second designation screen 340 using the scanogram and displays it on the display unit 111 (step S1502).
  • An example of the designation screen 340 using a scanogram is shown in FIG.
  • a scanogram 341 and a guideline 342 are displayed, and a designation acceptance image area 343 for accepting designation of a cylinder diameter and an offset position, and a cylinder diameter and an offset position accepted in the designation acceptance image area 343 are numerically displayed.
  • a numerical display area 344 is a numerical display area 344.
  • Guideline 342 indicates the center of the irradiation area by 2DRF.
  • the operator adjusts the diameter and offset position of the cylinder section display 345 in the designated reception image area 343 using the mouse or the like provided in the total sub 112, and inputs the desired cylinder diameter and offset position.
  • a numerical value input may be received via the numerical value display area 344, and the result may be displayed in the designated reception image area 343.
  • the control unit 110 causes the necessity determination unit 260 to perform the excitation region adjustment process for the received cylinder diameter and offset position. It is determined whether or not the adjustment value is already held (step S1504).
  • the necessity determination unit 260 refers to the second adjustment value table 530 and confirms whether or not it is stored. If it is stored, it is determined that it has been processed, and if it is not stored, it is determined that it has not been processed.
  • control unit 110 extracts coefficient A and time difference TimeD stored in second adjustment value table 530 in association with the accepted set of cylinder diameter and offset position (Ste S1505). Then, the extracted adjustment value is applied to the two-dimensional selective excitation sequence (step S1506), imaging is performed (step S1507), and the process ends.
  • step S1504 determines whether the process has been performed. If it is determined in step S1504 that the process has not been performed, the control unit 110 causes the excitation region adjustment unit 210 to perform the excitation region adjustment process using the received cylinder diameter and offset position as the specified cylinder diameter and the specified offset position (Ste S1508). Then, the obtained adjustment values (coefficient A and time difference TimeD) are stored in the second adjustment value table 530 in association with the accepted cylinder diameter and offset position (step S1509). Then, the process proceeds to step S1506 to perform shooting.
  • the error in the size of the cylinder excitation region that occurs depending on the characteristics of each device can be automatically and accurately corrected for each application. Therefore, in the two-dimensional selective excitation sequence, the intended region can be accurately excited for each application. For this reason, the effect of the 2DRF pulse can be given with high accuracy without burden on the operator, and a high-quality image can be obtained.
  • the adjustment value it is not necessary to calculate the adjustment value in consideration of all possibilities in advance, so that the initial adjustment procedure can be reduced.
  • the optimum adjustment value for each application is calculated only once for each cylinder diameter and offset position. For this reason, compared with the structure which calculates every time for every use, the extension of imaging sequence time can be suppressed.
  • the excitation region adjustment process is not performed for the same cylinder diameter and offset position, but the present invention is not limited to this.
  • the second adjustment value table 530 is configured to store the adjustment value in association with the application information, and the adjustment value is calculated once for each application. It may be configured.
  • the excitation area adjustment process may be performed every time imaging is performed. With this configuration, it is possible to adjust mismatch due to non-uniformity of the static magnetic field and the like, and the adjustment accuracy is increased. Therefore, a higher quality image can be obtained.
  • MRI device 101 subject, 102 magnet, 103 gradient coil, 104 RF coil, 105 RF probe, 106 gradient magnetic field power supply, 107 RF transmitter, 108 signal detector, 109 signal processor, 110 controller, 111 display Unit, 112 operation unit, 113 bed, 210 excitation area adjustment unit, 211 cylinder diameter adjustment unit, 212 offset position adjustment unit, 230 UI control unit, 240 adjustment value table generation unit, 250 adjustment value setting unit, 260 necessity determination unit , 300 designation screen, 310 cylinder diameter designation area, 311 diameter designation area, 312 numerical display area, 313 guidelines, 314 cylinder section display, 320 offset position designation area, 322 position designation area, 322 numeric display area, 323 guidelines, 324 cylinder Section display, 330 cylinder designation area, 331 diameter designation area, 332 numeric display area, 333 guidelines, 334 cylinder section display, 340 second designation Surface, 341 scanogram, 342 guideline, 343 designated acceptance image area, 344 numeric display area, 401 phantom image

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Abstract

　2次元選択励起パルスを用いる撮影において、その用途によらず、高い品質の画像を得る技術を提供する。そのために、2次元選択励起シーケンスにより励起される領域のシリンダ径を決定する係数とオフセット位置を決定する時間差とを変更しながら2次元選択励起シーケンスを実行する。得られる励起領域と所望の領域とを比較し、合致する時の係数と時間差とを最適なものと決定する。決定処理は、初期調整として行っても良いし、撮影毎に必要に応じて行っても良い。また、用途毎に行ってもよい。

Description

磁気共鳴イメージング装置および励起領域調整方法
　本発明は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴(以下、「NMR」という)信号を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を映像化する核磁気共鳴イメージング(MRI)技術に関する。特に、任意の2次元方向で制約される領域を選択的に励起する2次元選択励起によるイメージング技術に関する。
　MRIでは、高周波磁場(RF)パルスを傾斜磁場とともに印加して所定の領域(局所領域)を励起し、そこから得られたエコー信号から画像を再構成することで撮影を実現する。このようなMRIにおいて、傾斜磁場とともに印加し、局所領域をシリンダ型に励起する2次元選択励起型RF(以下、2DRF)パルスが様々な撮影で用いられる。2DRFの代表的な用途には、呼吸動のモニタを目的としたナビゲータエコー取得パルス(例えば、非特許文献1参照。)、局所領域の信号抑制を目的としたプリサチレーションパルス(例えば、非特許文献2参照。)、特定血管の血流のみを反転させるための反転パルス(例えば、非特許文献3参照。)、特定血管の血流のみをラベリングするためのラベリングパルス(例えば、非特許文献4参照。)がある。
　2DRFで励起するシリンダ型の局所領域(シリンダ励起領域)は、用途毎に異なる。
このシリンダ励起領域の形状は、励起直径であるシリンダ径により定まる。一般に、シリンダ径の変更は、励起する位置(オフセット位置)に影響を与えることが知られている(例えば、非特許文献5参照。)。
A.C.Brau et.al Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 17(2009), p.4620 R.Rakow-Penner et.al Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 16(2008), p.3765 M.W.Lagemaat et.al Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 17(2009), p.600 S.Konstandin et.al Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 17(2009), p.3654 J. Pauly et.al 「A k-Space Analysis of Small-Tip-Angle Excitation」Journal of Magnetic Resonance81,43-56(1989)
　シリンダ励起領域(形状および位置)は、2DRFのパルス形状および2DRFとともに印加される傾斜磁場パルスの形状により定まる。ところが、撮影シーケンスにおいて、これらを正確に設定したとしても、装置毎の特性により、その領域には多少の誤差が発生する。例えば、呼吸動のモニタでは、呼吸動する大きな部位(横隔膜や腹壁など)からエコー信号取得ができれば良い。従って、2DRFをナビゲータエコー取得パルスとして用いる場合、シリンダ励起領域のサイズには高い精度は必要とされないため、上記のような誤差は問題とならない。
　しかし、2DRFを特定血管の血流反転やラベリングに用いる場合、対象とする血管径に応じたシリンダ径で、正確に励起しなければならない。このため、シリンダ励起領域には、高い精度が求められる。装置毎の誤差も画質に大きく影響する。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、2次元選択励起パルスを用いる撮影において、その用途によらず、高い品質の画像を得る技術を提供することを目的とする。
　本発明は、2次元選択励起シーケンスにより励起される領域のシリンダ径を決定する係数とオフセット位置を決定する時間差とを変更しながら2次元選択励起シーケンスを実行する。得られる励起領域と所望の領域とを比較し、合致する時の係数と時間差とを最適なものと決定する。
　具体的には、静磁場中に載置される被検体に所定のパルスシーケンスに従って高周波磁場および傾斜磁場を印加することにより発生するエコー信号を収集し、当該エコー信号から画像を再構成する磁気共鳴イメージング装置であって、局所励起シーケンスよる励起領域の形状と位置との少なくとも一方を調整する調整部を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置を提供する。
　また、磁気共鳴イメージング装置において、局所励起シーケンスを実行する際の励起領域を調整する励起領域調整方法であって、操作者が設定した励起領域に基づいて、当該励起領域の形状を実現する前記局所励起シーケンスの形状パラメータを算出する形状パラメータ算出ステップと、前記形状パラメータ算出ステップで算出した形状パラメータを、前記局所励起シーケンスに設定する形状パラメータ設定ステップと、を備えることを特徴とする励起領域調整方法と、この励起領域調整方法に、操作者が設定した励起領域に基づいて、当該励起領域の位置を実現する前記局所励起シーケンスの位置パラメータを算出する位置パラメータ算出ステップと、前記位置パラメータ算出ステップで算出した位置パラメータを、前記局所励起シーケンスに設定する位置パラメータ設定ステップと、をさらに備えることを特徴とする励起領域調整方法の少なくとも一方の励起領域調整方法を提供する。
　本発明によれば、2次元選択励起パルスを用いる撮影において、その用途によらず、高い品質の画像を得ることができる。
第一の実施形態のMRI装置の機能ブロック図 (a)、(b)は本実施形態の2次元選択励起シーケンスのシーケンス図 本実施形態の制御部の励起領域調整処理に係る部分の機能ブロック図 本実施形態の励起領域調整処理のフローチャート 本実施形態の指定画面を説明するための説明図 本実施形態のシリンダ径調整処理のフローチャート 本実施形態のシリンダ径測定手法を説明するための説明図 本実施形態のオフセット位置調整処理のフローチャート (a)、(b)は、本実施形態のオフセット位置調整処理におけるテンプレートを説明するための説明図 本実施形態のオフセット位置調整処理を説明するための説明図 (a)～(d)は、本実施形態の信号プロファイルの一致不一致の判別手法を説明するための説明図 本実施形態のシリンダ径調整処理の別の例のフローチャート (a)、(b)は、本実施形態のシリンダ径測定手法の別の例を説明するための説明図 本実施形態の指定画面のシリンダ径指定領域の別の例を説明するための説明図 第二の実施形態の制御部の励起領域調整処理に係る部分の機能ブロック図 第二の実施形態の調整値テーブル生成処理のフローチャート 第二の実施形態の調整値テーブルを説明するための説明図 第二の実施形態の用途入力画面の一例を説明するための説明図 第二の実施形態の調整値テーブル生成処理の別の例のフローチャート 第三の実施形態の制御部の励起領域調整処理に係る部分の機能ブロック図 第三の実施形態の第二の調整値テーブルを説明するための説明図 第三の実施形態の制御部による撮影処理のフローチャート 第三の実施形態の第二の指定画面を説明するための説明図
　＜＜第一の実施形態＞＞
　以下、本発明を適用する第一の実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
　まず、本実施形態のMRI装置の構成について説明する。図1は本実施形態のMRI装置100の機能ブロック図である。本実施形態のMRI装置100は、磁石102と、傾斜磁場コイル103と、高周波磁場(RF)コイル104と、RFプローブ105と、傾斜磁場電源106と、RF送信部107と、信号検出部108と、信号処理部109と、制御部110と、表示部111と、操作部112と、ベッド113とを備える。
　磁石102は、被検体101の周囲の領域(検査空間)に静磁場を発生する。傾斜磁場コイル103は、X、Y、Zの3方向のコイルで構成され、傾斜磁場電源106からの信号に応じて、それぞれ、検査空間に傾斜磁場を発生する。RFコイル104は、RF送信部107からの信号に応じて検査空間にRFを印加(照射)する。RFプローブ105は、被検体101が発生するMR信号を検出する。RFプローブ105で受信した信号は、信号検出部108で検出され、信号処理部109で信号処理され、制御部110に入力される。制御部110は、入力された信号から画像を再構成し、表示部111に表示する。
また、制御部110は、傾斜磁場電源106、RF送信部107、信号検出部108の動作を、予め保持される制御のタイムチャートおよび操作部112を介して操作者から入力された撮影パラメータに従って、制御する。なお、制御のタイムチャートは一般にパルスシーケンスと呼ばれる。ベッド113は被検体が横たわるためのものである。
　なお、MRI装置100は、検査空間の静磁場不均一を補正するシムコイルと、シムコイルに電流を供給するシム電源とをさらに備えてもよい。
　現在MRIの撮影対象は、被検体102の主たる構成物質、プロトンである。プロトン密度の空間分布や、励起されたプロトンの緩和現象の空間分布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次元的に撮影する。
　次に、本実施形態のMRI装置100による撮影方法を説明する。パルスシーケンスに従ってRF送信部107を駆動し、RFコイル104から被検体101に高周波磁場パルス(RFパルス)を照射する。これにより被検体101から発生するエコー信号に、傾斜磁場により異なる位相エンコードを与え、検出する。位相エンコードの数は通常1枚の画像あたり128、256、512等の値が選ばれる。各エコー信号は通常128、256、512、1024個のサンプリングデータからなる時系列信号として得る。これらのデータを2次元フーリエ変換して1のMR画像を作成する。なお、傾斜磁場は、パルスシーケンスに従って、傾斜磁場電源106を動作させ、各傾斜磁場コイル103により印加される。
　本実施形態では、撮影またはプリパルスシーケンスとして、2次元選択励起(2DRF)パルスを振動傾斜磁場とともに印加し、2次元方向に制約された領域をシリンダ型に励起する局所励起型パルスシーケンス(以後、2次元選択励起シーケンスと呼ぶ。)を用いる。
　まず、本実施形態の2次元選択励起シーケンスにおける、励起部分のパルスシーケンスを説明する。図2(a)は、本実施形態の2次元選択励起シーケンスの励起部分のパルスシーケンスの一例である。ここでは、一例として、z軸方向を軸方向とするシリンダ状に励起する場合を示す。
　本図に示すように、2次元選択励起シーケンス600では、2DRFパルス611をx軸方向の振動傾斜磁場(Gx)612およびy軸方向の振動傾斜磁場(Gy)613とともに印加することにより、上記z軸方向を軸方向とするシリンダ状の領域(シリンダ励起領域)を励起する。励起領域から得られたエコー信号は、上述のように位相エンコードが付与され、時系列にサンプリングされ、k空間に配置される。
　本実施形態では、MRI装置100において、この2次元選択励起シーケンス600により励起される領域(シリンダ励起領域)が、操作者の意図する領域となるよう調整する。シリンダ励起領域は、シリンダ励起領域の直径(シリンダ径)とシリンダ励起領域の位置(オフセット位置)とにより定まる。従って、2次元選択励起シーケンス600によるシリンダ励起領域のシリンダ径が操作者の意図するシリンダ径となり、そのオフセット位置が操作者が意図するオフセット位置となるよう、2次元選択励起シーケンス600を調整する。
　シリンダ径の調整は、実際に2次元選択励起シーケンスにより励起されたシリンダ励起領域のシリンダ径(実シリンダ径)が操作者が指定したシリンダ径(指定シリンダ径)と整合するよう2次元選択励起シーケンス600の形状パラメータを調整することにより行う。
また、オフセット位置の調整は、シリンダ径を整合させた後、実際に励起された位置(実オフセット位置)が操作者が指定したオフセット位置(指定オフセット位置)と整合するよう2次元選択励起シーケンス600の位置パラメータを調整することにより行う。
　これを実現するため、本実施形態の制御部110は、2次元選択励起シーケンス600によるシリンダ励起領域を調整する励起領域調整部を備える。図3は、本実施形態の制御部110の2次元選択励起シーケンス600による励起領域の調整に係る部分の機能ブロック図である。本図に示すように、制御部110は、励起領域調整部210とUI制御部230とを備える。また、励起領域調整部210は、励起領域のシリンダ径を所望のものとするための2次元選択励起シーケンス600の形状パラメータを決定するシリンダ径調整部211とオフセット位置を所望のものとするための2次元選択励起シーケンスの位置パラメータを決定するオフセット位置調整部212とを備える。
　制御部110は、CPUとメモリと記憶装置とを備える情報処理装置で構成され、これらの各機能は、CPUが記憶装置に予め保持されるプログラムをメモリにロードし、実行することにより実現される。
　本実施形態の励起領域調整部210による励起領域調整処理の流れを説明する。図4は、本実施形態の励起領域調整処理の処理フローである。本実施形態の励起領域調整処理は、操作者から開始の指示を受けて開始する。
　操作者から開始の指示を受け付けると、励起領域調整部210は、UI制御部230に、表示部111に指定シリンダ径および指定オフセット位置を指定する指定画面を表示させ、これらの入力を受け付ける(ステップS1101)。UI制御部230は、指定画面を介して指定シリンダ径および指定オフセット位置を受け付けると、それらの情報をシリンダ径調整部211およびオフセット位置調整部212に通知する。
　シリンダ径調整部211は、シリンダ径を調整するシリンダ径調整処理を行う(ステップS1102)。シリンダ径調整処理後、オフセット位置調整部212は、オフセット位置を調整するオフセット位置調整処理を行う(ステップS1103)。励起領域調整部210は、得られた結果を設定することで2次元選択励起シーケンスを生成し(ステップS1104)、処理を終了する。
　上記励起領域調整処理の中で、まず、UI制御部230が表示部111に表示する指定画面について説明する。図5は、本実施形態の指定画面300を説明するための図である。本図に示すように、本実施形態の指定画面300は、シリンダ径を指定するシリンダ径指定領域310とオフセット位置を指定するオフセット位置指定領域320とを備える。
　シリンダ径指定領域310は、径指定領域311と数値表示領域312とを備える。径指定領域311は、2DRFによる照射領域の中心を示すガイドライン313を備える。
　径指定領域311には、予め、シリンダの断面領域を示すシリンダ断面表示314が表示される。ここでは、円が表示される。操作者は、操作部112が備えるマウス等を用い、径指定領域311に表示されるシリンダ断面表示314のサイズを調整する。調整した結果得られたシリンダ径は、数値表示領域312に数値で表示される。
　なお、数値表示領域312を介して数値でシリンダ径を入力可能なように構成してもよい。この場合、数値表示領域312を介して操作者が入力したシリンダ径にあわせ、シリンダ断面表示314のサイズを変更して径指定領域311に表示する。
　オフセット位置指定領域320は、位置指定領域321と数値表示領域322とを備える。位置指定領域321は、照射領域の中心を示すガイドライン323を備える。位置指定領域321には、シリンダの断面領域を示すシリンダ断面表示324が表示される。シリンダ断面表示324の大きさは、シリンダ径指定領域310で指定されるシリンダ径にあわせて変化する。操作者は、操作部112が備えるマウス等を用い、位置指定領域321に表示されるシリンダ断面表示324の位置を調整する。調整後の位置は、数値表示領域322に数値で表示される。ここでは、位置指定領域321をx軸y軸で表し、照射領域の中心をこの座標軸の中心とした場合のx座標とy座標の値が表示される。
　オフセット位置指定領域320においても、数値表示領域322を介して数値でオフセット位置を入力可能なように構成してもよい。この場合、数値表示領域322を介して操作者が入力したオフセット位置にあわせ、シリンダ断面表示324の位置を変更して位置指定領域321に表示する。
　なお、ここでは、指定画面300がシリンダ径指定領域310およびオフセット位置指定領域320を同時に表示する場合を例にあげて説明しているが、指定画面300の構成はこれに限られない。シリンダ径指定領域310およびオフセット位置指定領域320のいずれか一方のみ表示されるよう構成してもよい。この場合は、UI制御部230は、操作者の指示に応じていずれかを表示させる。
　次に、上記シリンダ径調整部211によるシリンダ径調整処理の詳細について説明する。
　2次元選択励起シーケンス600において、2DRFパルス611の印加時間をTとすると、時間t(0≦t≦T)におけるk空間の走査位置(kx(t)、ky(t))は以下の式(1)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ここで、nは1以上の自然数でk空間内における回転数を表す。Aは係数で、k空間のサイズを定義する。式(1)より、係数Aの変化に伴い、k空間の走査位置(kx(t)、ky(t))は変化し、選択するk空間サイズ(周波数帯域)も変化する。すなわち、係数Aが大きくなれば、走査するk空間は広い周波数帯域を占め、小さくなれば、狭い周波数帯域を占める。これに伴い、励起する実空間サイズ、すなわち、シリンダ励起領域のシリンダ径が変化する。
　本実施形態のシリンダ径調整処理では、実シリンダ径RArが指定シリンダ径SPrとなる係数Aを決定する。
　なお、式(1)において、係数Aを変えると、k(t)が変わる。ここで、傾斜磁場G(t)とk(t)との関係は式(2)に示すとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 γは磁気回転比(定数)である。このように、傾斜磁場G(t)はk(t)の時間微分に比例する。従って、係数Aは傾斜磁場(t)の振幅に係る係数であることから、係数Aの値を設定することにより、傾斜磁場G(t)の特に振幅が定まる。本実施形態では、2次元選択励起シーケンス600において、係数Aの値を設定し、傾斜磁場Gx212、傾斜磁場Gy213の波形を決定する。
　以下、シリンダ径調整部211によるシリンダ径調整処理、すなわち、係数Aの決定手法について説明する。図6は、本実施形態のシリンダ径調整処理の処理フローである。まず、係数Aに初期値a0を設定する(ステップS1201)。初期値a0は予め定め、記憶装置などに保持する。係数Aをa0とし、得られる傾斜磁場Gx212、Gy213で2次元選択励起シーケンス600を併用して画像を取得する(ステップS1202)。2次元選択励起シーケンス600を併用した画像の取得は、例えば、2次元選択励起シーケンス600の励起部分をプリサチレーションパルスとし、画像を取得する一般的なシーケンス(画像取得シーケンスと呼ぶ。)に先立って実行する。このとき2DRFは、例えば、フリップアングルを90度程度に設定し、強い印加強度で印加する。これにより、取得した画像上に、2次元選択励起シーケンス600によりシリンダ状に励起されるシリンダ励起領域が信号低下領域(ダークバンド)として残る。このダークバンドの径が画像上の実シリンダ径RArである。
　次に、取得した画像上のダークバンドの径Drを測定する(ステップS1203)。そして、ダークバンドの径Drと指定シリンダ径SPrとを比較する(ステップS1204、ステップS1205)。ダークバンドの径Drと指定シリンダ径SPrとが一致していれば、処理を終了する。なお、ここでは、完全に一致する場合のみでなく、所定の許容範囲を設定してもよい。例えば、ダークバンドの径Drが指定シリンダ径SPrを中心とした予め定めた範囲に入っていれば、一致と判断する。
　一方、ダークバンドの径Drが指定シリンダ径SPrより大きい場合は、係数Aから、予め定めた所定の値(例えば、Δa)を減算し(A＝A－Δa)(ステップS1206)、ステップS1202に戻る。一方ダークバンドの計Drが指定シリンダ径SPrより小さい場合は、係数Aに予め定めた所定の値(例えば、上記同様Δa)を加算し(A＝A＋Δa)(ステップS1207)、ステップS1202に戻る。Δaも予め記憶装置に保持する。
　以上の手順で最終的に、実シリンダ径RArと指定シリンダ径SPrとが等しくなる係数Aの値を得る。
　ここで、上記ステップS1203における、取得した画像(以後、ファントム画像と呼ぶ。)上でのシリンダ径(ダークバンドの径Dr)の測定手法を図7を用いて説明する。
　図7の上段は、得られたファントム画像401の一例である。2次元選択励起(シリンダ励起)の印加位置(中心位置)をFOVの中心とすると、ファントム画像401の中心にダークバンド402が生じる。ダークバンド402の中心を通るライン403の信号プロファイルを計測する。得られた信号プロファイル405を図7の下段に示す。得られた信号プロファイル405を走査し、信号値が低下している領域のサイズ406を計測し、計測結果をシリンダ径(ダークバンドの径Dr)とする。信号値が低下している領域としては、例えば、半値幅などを用いることができる。
　なお、本図に示すように、上記処理を繰り返す際、ステップS1206またはステップS1207を介して係数Aが変更されると、信号プロファイル405の形状が変化し、ダークバンドの径Drとして得られるサイズ406の幅も変化する。
　次に、ステップS1103のオフセット位置調整部212によるオフセット位置調整処理について説明する。2次元選択励起シーケンス600によるシリンダ励起領域の中心が静磁場中心P0から位置Pにオフセットした場合、点(x、y)の磁化の状態(Mxy)は、以下の式(3)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 ここで、M0は、静磁場中心P0における磁化の状態であり、磁化γは磁気回転比(定数)であり、B1(t)は、2次元選択励起シーケンス600で照射する2DRFパルス611の波形である。本式で示されるように、オフセット位置が同じであっても、あるタイミングにおいてB1(t)の状態が異なると、実際に励起される磁化Mxyの状態が変化する。
　また、2DRFパルス611の波形B1(t)は、重み関数W(k)と領域選択のために印加する変調した傾斜磁場G(t)(傾斜磁場612Gxと傾斜磁場613Gy)とを用いて以下に示す式(4)で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 式(4)より、あるタイミングtの傾斜磁場G(t)(傾斜磁場612Gxと傾斜磁場613Gy)の形状を変えることにより、2DRFパルス611の波形B1(t)を変えることができ、それに伴い磁化Mxyも変化する。すなわち、あるタイミングtにおいて、2DRFパルス611の波形B1(t)に対する傾斜磁場G(t)(傾斜磁場612Gxと傾斜磁場613Gy)との関係が変化すると、オフセット位置は変化する。
　本実施形態では、これを利用し、時間tにおける2DRFパルス611と傾斜磁場612および613の強度との関係を変化させ、実オフセット位置RAofを微調整し、指定オフセット位置SPofと一致させる。2DRFパルス611と傾斜磁場612および613の強度の関係は、図2(b)に示すように、2次元選択励起シーケンス600において、2DRFパルス611と傾斜磁場612および613との開始時間をずらすことにより変化させる。傾斜磁場612および613の印加開始時間の、2DRFパルス611の印加開始時間からのずれ量を時間差TimeDとすると、オフセット位置調整処理では、実オフセット位置RAofが指定オフセット位置SPofとなる時間差TimeDの値を決定する。
　なお、2DRFパルス611の位相は、上記シリンダ径調整処理で決定したkx(t)およびky(t)を用い、以下の式(5)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 　以下、オフセット位置調整部212によるオフセット位置調整処理、すなわち、時間差TimeDの決定手法について説明する。図8は、オフセット位置調整処理の処理フローである。また、図9および図10は、オフセット位置調整処理を説明するための図である。
　まず、2次元選択励起シーケンス600を併用しないで画像(シリンダ無し画像)を取得する(ステップS1301)。例えば、上記シリンダ径調整処理で使用した画像取得シーケンスを用い、画像を取得する。
　取得した画像から、指定オフセット位置と実オフセット位置との整合性を確認するためのテンプレートを生成する(ステップS1302)。ここでは、図9(a)および(b)に示すように、第一のテンプレート710および第二のテンプレート720の2つを生成する。第一のテンプレート710は、得られた画像711において、静磁場中心であるFOVの中心部を中心とし、直径が指定シリンダ径SPrである領域712を0データで充填することにより得る。これは、2次元選択励起シーケンスで、オフセットが無い状態を模したものとなる。また、第二のテンプレート720は、得られた画像711において、励起領域調整処理のステップS1101で指定したオフセット位置SPofを中心とし、直径が指定シリンダ径SPrである領域722を0データで充填することにより得る。
　次に、2次元選択励起シーケンス600を併用し、ダークバンドを特定可能な第一の画像810を取得する(ステップS1303)。ここでも、シリンダ径調整処理同様、2次元選択励起シーケンス600の2DRFパルス611をプリサチレーションパルスとし、画像取得シーケンスを実行する。第一の画像810は、オフセットの無い状態で取得する。そして、第一のテンプレート710と第一の画像810とから、オフセット位置の整合性確認の基準とする信号プロファイル(基準信号プロファイル)を生成する(ステップS1304)。
　ここで、基準信号プロファイルの作成手順を図10を用いて説明する。まず、第一のテンプレート710と第一の画像810との差分を取り、第一の差分画像830を得る。ここでは、シリンダ径の調整は終えているため、第一のテンプレート710の0データで充填した領域と第一の画像810ダークバンド領域812とは一致する。従って、第一の差分画像830は、ダークバンド領域812のみに信号が存在する画像となる。
　そして、第一の差分画像830から、基準信号プロファイルをx軸方向およびy軸方向に生成する。具体的には、第一の差分画像830からy軸方向に逆フーリエ変換した画像831およびx軸方向に逆フーリエ変換した画像832を生成する。ここでは、それぞれ逆フーリエ変換した方向にダークバンド領域812の画像が1ピクセルに積分された画像833、834を得る。この画像833、834を含み逆フーリエ変換していない方向(y軸方向に逆フーリエ変換して得た画像であれば、x軸方向、x軸方向に逆フーリエ変換して得た画像であれば、y軸方向)にそったライン835、836の信号プロファイル837、838を作成し、基準信号プロファイルとする。
　次に、2次元選択シーケンス600を実行する際の、2DRFパルス611の印加開始時間と振動傾斜磁場612および613の印加開始時間との時間差TimeDに初期値d0を設定(ステップS1305)。初期値d0は予め定め、記憶装置などに保持する。そして、図2(b)に示すように、時間差TimeDだけ傾斜磁場612および613の印加開始時間をずらした2次元選択励起シーケンスを生成する(ステップS1306)。そして、この2次元選択励起シーケンス併用して画像取得シーケンスを実行し、第二の画像820を取得する(ステップS1307)。なお、ここで用いる2次元選択励起シーケンスは、上記第一の画像810を取得した場合に用いた2次元選択励起シーケンス600と、傾斜磁場612および613の開始時間以外は同じとする。
　そして、第二のテンプレート720と第二の画像820とから第二の差分画像840を生成し、x軸方向およびy軸方向の信号プロファイルを生成する(ステップS1308)。ここで、信号プロファイル生成の手法は、上記第一の差分画像から生成するものと同様である。
　すなわち、まず、第二のテンプレートと第二の画像820との差分を取り、第二の差分画像840を得る。このとき、傾斜磁場印加開始タイミングが適切であれば、得られた差分画像840上で、第二の画像820のダークバンド領域は、第二のテンプレート720上で設定したダークバンド領域722に合致する。一方、傾斜磁場印加開始タイミングが適切でなければ、得られた差分画像840には、第二の画像820のダークバンド領域822と第二のテンプレート720上のダークバンド領域722との位置にずれが発生し、第二の差分画像840上には、2つのダークバンド領域722、822が生じる。
　この第二の差分画像840からy軸方向に逆フーリエ変換した画像841およびx軸方向に逆フーリエ変換した画像842を生成する。そして、逆フーリエ変換した方向にダークバンド領域の画像が1ピクセルに積分された画像を得る。ここでは、ダークバンド領域722から得られる画像743および744と、ダークバンド領域822から得られる画像843および844とを得る。
　画像841において、これらの画像743、843を含み、逆フーリエ変換していない方向に沿ったライン845の信号プロファイル847を得る。また、画像842において、これらの画像744、844を含み逆フーリエ変換していない方向に沿ったライン846の信号プロファイル848を得る。
　そして、得られた信号プロファイル847および848を、それぞれ同方向の基準信号プロファイル837および838と比較し、励起位置が整合しているか否かを判別する(ステップS1309)。
　励起位置の整合性は、比較対象の信号プロファイルどうしの一致不一致により判別する。判別手法の一例を図11に示す。本図に示すように、信号プロファイルを、それぞれ信号値と信号値が分布している範囲のヒストグラムとに置き換えて比べる。すなわち、分布範囲と信号強度とを比較し、両者が一致していれば、分布位置によらず、一致と判別する。それ以外は不一致と判別する。なお、一致か否かの判別は、厳密に同じ数値でなくとも、許容誤差を設定し、差が許容誤差範囲であれば、一致と判別するよう構成してもよい。
　例えば、図11(a)に示す分布範囲がX1からX2で信号強度がS1の1のピークからなる基準信号プロファイル901と、図11(b)に示す比較対象信号プロファイル902とは不整合と判別する。図11(b)に示す、比較対象信号プロファイル902は、分布範囲がX5からX6で信号強度がS2のピークと分布範囲がX7からX8で信号強度がS2のピークとからなり、ピークの数が基準信号プロファイル901と異なるためである。一方、図11(c)に示す基準信号プロファイル901と図11(d)に示す比較対象信号プロファイル903とは、信号強度は両者ともS1であるので、分布範囲｜X2－X1｜と｜X4ーX3｜とが合致していれば、一致すると判別する。
　ステップS1309において、整合していると判別された場合、処理を終了する。一方、不整合と判別された場合TimeDに予め定めた所定の値(例えば、Δd)を加算し(TimeD＝TimeD＋Δd)(ステップS1310)、ステップS1306に戻り処理を繰り返す。なお、Δdも予め記憶装置に保持する。
　なお、整合性の確認において用いる許容範囲は、予め保持する所定の値を用いてもよいし、画像取得シーケンスの撮影条件に応じた空間分解能を基準に算出するよう構成してもよい。
　本実施形態の励起領域調整部210は、以上の手順で得た係数Aおよび時間差TimeDを用いて、2次元選択励起シーケンスのパルスシーケンスを確定する。
　以上説明したように、本実施形態によれば、装置毎の特性によるシリンダ励起領域のサイズの誤差を、自動的に正確に補正することができる。従って、2次元選択励起パルスにより、操作者が意図した領域を正確に励起させることができる。このため、操作者の負担無しに、2DRFパルスの効果を精度よく付与することができ、高い品質の画像を得ることができる。
　なお、上記実施形態では、オフセット位置の指定を、シリンダ径の指定の直後に行うよう構成しているが、これに限られない。シリンダ径の指定を行い、係数Aを決定後、オフセット位置の調整の直前にオフセット位置の指定を行うよう構成してもよい。
　また、上記実施形態では、シリンダ励起領域のxy平面に平行な断面の形状が円である場合を例にあげて説明しているが、この形状はこれに限られない。例えば、シリンダ径が2軸方向でそれぞれ異なる楕円であってもよい。楕円の場合は、例えば、シリンダ径調整処理において、シリンダ径を計測する場合、楕円の長軸方向および短軸方向の2方向を計測し、それぞれの方向について、上記実施形態同様、実シリンダ径RArと指定シリンダ径SPrとを略一致させる。この場合の処理の手順を説明する。ここでは、kx(t)の係数をAx、ky(t)の係数をAyとする。
　図12は、この場合のシリンダ径調整処理の処理フローである。まず、シリンダ径調整部211は、2次元選択領域のシリンダ径の長径方向と短径方向とを特定する(ステップS1401)。そして、短径方向と特定された軸方向(ここでは、一例として、x軸方向とする。)について、上記シリンダ径調整処理のステップS1201からステップS1207までと同様の処理を、ステップS1402からステップS1408として実行し、x軸方向の係数Axを決定する。
　このとき、ステップS1404において、x軸方向の径Drxを測定し、ステップS1405、S1406における比較には、短径方向(x軸方向)の指定シリンダ径SPrxを用いる。さらに、ステップS1407およびS1408での加算、減算のための差分には、x軸方向用に予め保持するΔAxを用いる。
　また、ステップS1404における取得したファントム画像411上でのx軸方向のシリンダ径の測定を図13(a)を用いて説明する。図13(a)の上段は、ステップS1403で取得したファントム画像411である。2次元選択励起(シリンダ励起)の印加位置(中心位置)をFOVの中心とすると、ファントム画像411の中心にダークバンド412が生じる。ダークバンド412の中心を通り、x軸方向に平行なライン413の信号プロファイルを計測する。得られた信号プロファイル415を図13(a)の下段に示す。得られた信号プロファイル415を走査し、信号値が低下している領域のサイズ416を計測し、シリンダ径(ダークバンドの径Drx)とする。信号値が低下している領域としては、例えば、半値幅などを用いることができる。
　なお、本図に示すように、上記処理を繰り返す際、ステップS1407またはステップS1408を介して係数Axが変更されると、信号プロファイル415の形状が変化し、ダークバンドの径Drxとして得られるサイズ416の幅も変化する。
　次に、長径方向とされた軸方向(y軸方向)について、上記処理シリンダ径調整処理のステップS1201からステップS1206までと同様の処理を、ステップS1409からステップS1415として実行し、y軸方向の係数Ayを決定する。このとき、ステップS1411において、y軸方向の径Dryを測定し、ステップS1412、S1413における比較には、長径方向(y軸方向)の指定シリンダ径SPryを用いる。さらに、ステップS1414およびS1415での加算、減算のための差分には、y軸方向用に予め保持するΔAyを用いる。
　また、ステップS1411における取得したファントム画像421上でのy軸方向のシリンダ径の測定を図13(b)を用いて説明する。図13(b)の上段は、ステップS1410で取得したファントム画像421である。2次元選択励起(シリンダ励起)の印加位置(中心位置)をFOVの中心とすると、ファントム画像421の中心にダークバンド422が生じる。ダークバンド422の中心を通り、y軸方向に平行なライン423の信号プロファイルを計測する。得られた信号プロファイル425を図13(b)の下段に示す。得られた信号プロファイル425を走査し、信号値が低下している領域のサイズ426を計測し、シリンダ径(ダークバンドの径Dry)とする。信号値が低下している領域としては、例えば、半値幅などを用いることができる。
　なお、本図に示すように、上記処理を繰り返す際、ステップS1414またはステップS1415を介して係数Ayが変更されると、信号プロファイル415の形状が変化し、ダークバンドの径Dryとして得られるサイズ416の幅も変化する。
　なお、長径方向および短径方向の処理順は、逆であってもよい。
　また、この場合の表示部111に表示される指定画面300のシリンダ径指定領域330の一例を図14に示す。シリンダ径指定領域330は、径指定領域331と数値表示領域332とを備える。径指定領域331は、2DRFによる照射領域の中心を示すガイドライン333を備える。径指定領域331には、予め、シリンダの断面領域を示すシリンダ断面表示334が表示される。ここでは、楕円が表示される。操作者は、操作部112が備えるマウス等を用い、径指定領域331に表示されるシリンダ断面表示334のサイズを調整する。調整した結果得られたシリンダ径のx軸方向の径およびy軸方向の径は、数値表示領域332に数値で表示される。
　なお、数値表示領域332を介して数値でシリンダ径を入力可能なように構成してもよい。この場合、数値表示領域33を介して操作者が入力したシリンダ径にあわせ、シリンダ断面表示334のサイズを変更して径指定領域331に表示する。
　シリンダ形状が楕円の場合のオフセット位置調整処理についても、同様に、x軸方向、y軸方向それぞれについて、順に、指定オフセット位置と実オフセット位置とが合致する時間差TimeDxおよびTimeDyを決定する。
　また、上記実施形態のオフセット位置調整処理では、オフセット無しのデータから基準信号プロファイルを生成し、これと比較することにより、指定オフセット位置と実オフセット位置との整合性を確認しているが、整合性の確認手法はこれに限られない。得られた信号プロファイル847および848の形状のみで判別するよう構成してもよい。
　すなわち、時間差TimeDが正しく設定されている場合、ダークバンド領域722とダークバンド領域822とは合致する。従って、第二の差分画像840を逆フーリエ変換して得た画像841および842において、信号743と843、および、信号744と844とは、それぞれ合致する。このため、信号プロファイル847および848は、ピークが1つのプロファイルとなる。よって、例えば、得られた信号プロファイル847および848を走査し、ピークが1つである場合、各信号が合致し、励起位置が整合しているものと判別する。
　また、他の整合性確認手段として、ピークの位置を座標として数値化し、整合性を判別するよう構成してもよい。第二の差分画像840のFOVは、撮影条件等から既知であるため、第二の差分画像840内のいずれかの点(例えば、左下隅)の座標を原点((x，y)＝(0，0))と定義し、信号プロファイル847および848のピークの位置を、それぞれ(x1，y1)、(x2，y2)のように座標として数値化する。そして、両信号プロファイル847および848のピークが重なり、かつ、ピークの座標が一致((x1，y1)＝(x2，y2))した場合、励起位置が整合しているものと判別する。なお、いずれの整合性確認手段においても、上記実施形態に記載の整合性確認手法と同様、許容誤差を設定し、その範囲で整合性を判別するよう構成してもよい。
　＜＜第二の実施形態＞＞
　次に、本発明を適用する第二の実施形態について説明する。
　2次元選択励起シーケンスは、プリサチレーション用、ナビゲータエコー取得用、磁化反転用、ラベリング用等、さまざまな用途で用いられる。これらの計測においては、様々なシリンダ径を設定する必要がある。
　例えば、数ｍｍ径の特定血管を2次元選択励起パルスでラベリングする場合、血管径に合ったシリンダ径の設定が要求される。また、ナビゲータエコーとして使用する場合は、呼吸動をモニタする部位にあったシリンダ径の設定が要求される。
　本実施形態では、据付時等の初期設定において、MRI装置100において2次元選択励起を行う可能性のある用途毎に最適な調整値(係数Aおよび時間差TimeD)を予め算出し、テーブルとして保存する。そして、2次元選択励起シーケンス実行時に、テーブルの中から用途に応じて最適な調整値を選択する。
　本実施形態のMRI装置100は基本的に第一の実施形態と同様である。ただし、制御部110の構成が異なる。図15は、本実施形態の制御部110の機能ブロック図である。上述のように、本実施形態では、用途毎に、シリンダ径およびオフセット位置を設定し、第一の実施形態の手法を用いて係数Aおよび時間差TimeDを算出する。そして、算出結果を、用途を特定する情報に対応づけて保持する。これを実現するため、本実施形態の制御部110は、その記憶装置に調整値を格納する調整値テーブル510を備える。また、制御部110は、操作者からの指示に従って、用途毎に係数Aおよび時間差TimeDを算出し、調整値テーブル510に格納する調整値テーブル生成部240と、操作者からの指示にしたがって、調整値テーブル510から係数AおよびTimeDを抽出し、撮影シーケンスに設定する調整値設定部250と、をさらに備える。
　制御部110において、調整値テーブル生成部240および調整値設定部250は、CPUが記憶装置に予め保持されるプログラムをメモリにロードして実行することにより実現する。
　本実施形態の調整値テーブル生成部240は、据付時等の初期設定時に、操作者からの指示に従って、励起領域調整部210に第一の実施形態と同様の手法で、励起領域調整処理を行わせ、用途毎に係数Aおよび時間差TimeDを算出させ、調整値テーブル510に格納する。
　本実施形態の調整値テーブル生成部240による調整値テーブル生成処理の流れを図16を用いて説明する。ここでは、本実施形態のMRI装置100で実行する可能性のある用途がＮ種類(Ｎは自然数)とする。ここでは、用途毎に予め最適なシリンダ径および最適なオフセット位置が記憶装置に登録されているものとする。用途毎の処理においてそれらを読み出し、指定シリンダ径および指定オフセット位置として処理を行う。
　用途の種類をカウントするカウンタnを初期化(n＝1)する(ステップS1601)。次に、用途が保持されている領域から、n番目の用途を抽出する(ステップS1602)。そして、当該用途の指定シリンダ径および指定オフセット位置をこれらが保持される領域から抽出する(ステップS1603)。その後、図4に示す励起領域調整処理のステップS1102およびステップS1104を実行する(ステップS1604)。そして、得られた調整値を、用途に対応づけて調整値テーブル510に格納する(ステップS1605)。以上の処理を、全用途について実行する(ステップS1606、S1607)。
　なお、ここでは、用途毎に、指定画面を表示させ、指定シリンダ径および指定オフセット位置の入力を受け付け、それに応じて係数Aおよび時間差TimeDを算出するよう構成してもよい。
　図17は、本実施形態の調整値テーブル510を説明するための図である。調整値テーブル510には、用途を特定する情報である用途情報511と、2次元選択励起シーケンスの励起サイズを当該用途に最適なシリンダ径とする係数A512と、2次元選択励起シーケンスの励起位置を当該用途に最適なオフセット位置とする時間差TimeD513とが対応づけて格納される。
　装置据付後は、操作者が用途を選択したことを受け、調整値設定部250は、調整値テーブル510を参照し、操作者が選択した用途(用途情報511)に対応づけて格納される係数A512および時間差TimeD513を抽出し、2次元選択励起シーケンス600を生成する。
　操作者が用途を選択するために表示部111に表示される用途入力画面520の一例を図18に示す。本図に示すように、本実施形態の用途入力画面520は、用途の入力を受け付ける用途受付領域521と、シーケンス実行開始の指示を受け付けるスタートボタン522とを備える。調整値設定部250は、スタートボタン522の押下を受け、用途受付領域521で指定された用途を読み取り、上記処理を行う。
　なお、用途入力画面520は、UI制御部230が、操作者から2次元選択励起シーケンスを実行する旨の指示を受け付けた際、予め保持する画面データから生成し、表示部111に表示する。
　以上説明したように、本実施形態によれば、装置毎の特性に依存して発生するシリンダ励起領域のサイズの誤差を、用途毎に自動的に正確に補正することができる。従って、用途毎に最適なシリンダ径およびオフセット位置で2次元選択励起シーケンスを実行することができる。このため、操作者の負担無しに、2DRFパルスの効果を精度良く付与することができ、高品質の画像を得ることができる。
　また、本実施形態によれば、用途毎の最適な調整値を、撮影時に計算しないため、撮影シーケンスの時間が延長することがない。
　なお、本実施形態では、MRI装置100は、励起領域調整部210および調整値テーブル生成部240を備えなくてもよい。例えば、MRI装置100から独立した情報処理装置であって、MRI装置100と通信可能な情報処理装置が、励起領域調整部210および調整値テーブル生成部240を備え、当該情報処理装置上で調整値テーブル生成部240が調整値テーブル510を出荷前に作成し、制御部110の記憶部に格納する。
　なお、調整値テーブル510は、用途毎に調整値を格納するよう構成しているが、これに限られない。シリンダ径とオフセット位置との組合せ毎に調整値を保持するよう構成してもよい。調整値設定部250は、用途毎の最適なシリンダ径およびオフセット位置に応じて、対応する調整値を調整値テーブル510から抽出する。
　この場合の調整値テーブル生成部240による調整値テーブル生成処理の流れを図19を用いて説明する。ここでは、本実施形態のMRI装置100で実行する可能性のあるシリンダ径およびオフセット位置の組の種類はＮ種類(Ｎは自然数)とする。
　シリンダ径およびオフセット位置の組の種類をカウントするカウンタnを初期化(n＝1)する(ステップS1611)。次に、保持されている領域から、n番目の組を抽出する(ステップS1612)。そして、図4に示す励起領域調整処理のステップS1102およびステップS1104を実行する(ステップS1613)。そして、得られた調整値を、シリンダ径とオフセット位置との組に対応づけて調整値テーブル510に格納する(ステップS1614)。以上の処理を、全組について実行する(ステップS1615、S1616)。
　2次元選択励起シーケンスにおいては、用途が異なる場合であっても、同程度のシリンダサイズでよい場合がある。用途に代わり、サイズに応じて調整値(係数Aおよび時間差TimeD)を保持するよう構成すれば、このような場合に重複してデータを保持する必要がなくなる。
　＜＜第三の実施形態＞＞
　次に、本発明を適用する第三の実施形態について説明する。上記各実施形態では、装置の据付時等に初期設定として調整を行う。しかし、本実施形態では、撮影毎に調整の要否を判別し、必要であれば、励起領域調整処理を行う。以下、本実施形態について説明する。
　本実施形態のMRI装置100の構成は、基本的には第一の実施形態と同様である。ただし、制御部110の構成が異なる。図20は、本実施形態の制御部110の機能ブロック図である。本実施形態の制御部110は、調整の要否を判別する要否判別部260を備える。また、要否判別に用いるため、本実施形態の制御部110は、その記憶装置に、第二の調整値テーブル530を備える。
　本実施形態では、2次元選択励起シーケンスを併用する撮影を行う場合、2次元選択励起シーケンスの実行に先立ち、当該2次元選択励起シーケンスで要求されるシリンダ径に応じて励起領域調整処理を行い、調整値(係数Aおよび時間差TimeD)を決定する。
　図21は、第二の調整値テーブル530を説明するための図である。本図に示すように、調整値テーブル530は、シリンダ径531およびオフセット位置532との組を格納するシリンダサイズ格納部535と、シリンダサイズ格納部535に格納されているシリンダサイズに応じた調整値である係数A533および時間差TimeD534の組を格納する調整値格納部536とを備える。
　また、本実施形態の要否判別部260は、撮影時にシリンダ径およびオフセット位置の入力を受け付けると、制御部110からの指示に従って、受け付けたシリンダ径とオフセット位置との組合せが調整値テーブル530のシリンダサイズ格納部535に格納されているか否かを判別する。制御部110は、判別結果に応じて、励起領域調整部210に励起領域調整処理を行わせ、その結果を調整値テーブル530に格納する。
　以下、要否判別部260の処理も含め、本実施形態の制御部110による撮影時の処理の流れを説明する。この場合の処理フローを図22に示す。
　撮影開始の指示を受け付けると、制御部110は、位置決め画像(スキャノ画像)を取得するスキャノグラム撮影を実行する(ステップS1501)。なお、スキャノ画像は、撮影の用途に応じて取得する。例えば、ナビゲータが目的であれば、ナビゲータ印加位置(横隔膜や腹壁など)と本撮影流域が視認できる領域の画像を取得する。
　UI制御部230は、スキャノ画像を用い、第二の指定画面340を生成し、表示部111に表示させる(ステップS1502)。スキャノ画像を用いた指定画面340の一例を図23に示す。指定画面340は、スキャノ画像341とガイドライン342とが表示され、シリンダ径およびオフセット位置の指定を受け付ける指定受付画像領域343と、指定受付画像領域343で受け付けたシリンダ径およびオフセット位置を数値で表示する数値表示領域344とを備える。
　ガイドライン342は、2DRFによる照射領域の中心を示す。操作者は総サブ112が備えるマウス等を用い、指定受付画像領域343においてシリンダ断面表示345の径およびオフセット位置を調整し、所望のシリンダ径およびオフセット位置を入力する。なお、第一の実施形態同様、数値表示領域344を介して、数値の入力を受け付け、その結果を指定受付画像領域343に表示するよう構成してもよい。
　第二の指定画面340を介してシリンダ径、オフセット位置の入力を受け付けると(ステップS1503)、制御部110は、要否判別部260に、受け付けたシリンダ径およびオフセット位置に関し、励起領域調整処理が既になされ、調整値が保持されているか否かを判別させる(ステップS1504)。要否判別部260は、第二調整値テーブル530を参照し、格納の有無を確認する。そして、格納されていれば、処理済と判別し、格納されていない場合、未処理と判別する。
　ステップS1504において、処理済と判別された場合、制御部110は、受け付けたシリンダ径およびオフセット位置の組に対応づけて第二調整値テーブル530に格納されている係数Aおよび時間差TimeDを抽出する(ステップS1505)。そして、抽出した調整値を2次元選択励起シーケンスに適用し(ステップS1506)、撮影を実行し(ステップS1507)、処理を終了する。
　一方、ステップS1504において、未処理と判別された場合、制御部110は、励起領域調整部210に、受け付けたシリンダ径およびオフセット位置を指定シリンダ径および指定オフセット位置として励起領域調整処理を行わせる(ステップS1508)。そして、得られた調整値(係数Aおよび時間差TimeD)を、受け付けたシリンダ径およびオフセット位置に対応づけて、第二調整値テーブル530に格納する(ステップS1509)。そして、ステップS1506へ移行し、撮影を行う。
　以上説明したように、本実施形態によれば、装置毎の特性に依存して発生するシリンダ励起領域のサイズの誤差を、用途毎に自動的に正確に補正することができる。従って、2次元選択励起シーケンスにおいて、用途毎に意図した領域を正確に励起できる。このため、操作者の負担無しに、2DRFパルスの効果を精度良く付与することができ、高品質の画像を得ることができる。
　また、本実施形態によれば、予め全ての可能性を考慮して、調整値を算出する必要がないため、初期調整の手順を低減することができる。また、用途毎の最適な調整値を、各シリンダ径およびオフセット位置に応じて、1回だけ計算する。このため、用途毎に毎回算出する構成に比べ、撮影シーケンス時間の延長を抑えることができる。
　なお、上記実施形態では、シリンダ径およびオフセット位置が同じものに対しては、励起領域調整処理を行わないよう構成しているが、これに限られない。例えば、第二の調整値テーブル530を、第二の実施形態の調整値テーブル510同様、用途情報に対応づけて調整値を格納するよう構成し、用途毎に1回、調整値を算出するよう構成してもよい。
　用途毎に1回の算出で済むため、撮影毎に算出する構成に比べ、撮影シーケンス時間の延長を抑えることができる。
　また、撮影毎に、必ず励起領域調整処理を行うよう構成してもよい。このように構成することで、静磁場の不均一などによる不整合も調整することができ、調整の精度が高まる。従って、より高い品質の画像を得ることができる。
　なお、上記各実施形態では、2次元選択励起シーケンスによるシリンダ励起領域において、シリンダ径とオフセット位置との両者を調整する場合を例にあげて説明しているが、いずれか一方のみ調整するよう構成してもよい。
　100　MRI装置、101　被検体、102　磁石、103　傾斜磁場コイル、104　RFコイル、105　RFプローブ、106　傾斜磁場電源、107　RF送信部、108　信号検出部、109　信号処理部、110　制御部、111　表示部、112　操作部、113　ベッド、210　励起領域調整部、211　シリンダ径調整部、212　オフセット位置調整部、230　UI制御部、240　調整値テーブル生成部、250　調整値設定部、260　要否判別部、300　指定画面、310　シリンダ径指定領域、311　径指定領域、312　数値表示領域、313　ガイドライン、314　シリンダ断面表示、320　オフセット位置指定領域、322　位置指定領域、322　数値表示領域、323　ガイドライン、324　シリンダ断面表示、330　シリンダ径指定領域、331　径指定領域、332　数値表示領域、333　ガイドライン、334　シリンダ断面表示、340　第二の指定画面、341　スキャノ画像、342　ガイドライン、343　指定受付画像領域、344　数値表示領域、401　ファントム画像、402　ダークバンド、403　ライン、404　信号プロファイル、405　半値幅、411　ファントム画像、412　ダークバンド、413　ライン、414　信号プロファイル、415　半値幅、421　ファントム画像、422　ダークバンド、423　ライン、424　信号プロファイル、510　調整値テーブル、511　用途情報、512　係数、513　時間差、520　用途入力画面、521　用途受付領域、522　スタートボタン、530　第二調整値テーブル、531　シリンダ径、532　オフセット位置、533　係数、534　時間差、535　シリンダサイズ格納部、536　調整値格納部、600　2次元選択励起シーケンス、611　2DRFパルス、612　振動傾斜磁場、613　振動傾斜磁場、710　テンプレート画像、711　画像、712　領域、720　テンプレート画像、722　ダークバンド領域、743　信号、744　信号、810　第一の画像、812　ダークバンド領域、820　第二の画像、830　第一の差分画像、831　画像、832　画像、833　画像、834　画像、835　ライン、836　ライン、837　信号プロファイル、838　信号プロファイル、840　第二の差分画像、841　画像、842　画像、843　信号、844　信号、845　ライン、846　ライン、847　信号プロファイル、848　信号プロファイル、901　信号プロファイル、902　信号プロファイル、903　信号プロファイル

Claims (14)

  1. 　静磁場中に載置される被検体に所定のパルスシーケンスに従って高周波磁場および傾斜磁場を印加することにより発生するエコー信号を収集し、当該エコー信号から画像を再構成する磁気共鳴イメージング装置であって、
    　局所励起シーケンスよる励起領域の形状と位置との少なくとも一方を調整する調整部を備えること
    　を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  2. 　請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    　前記調整部は、
    　操作者が設定した励起領域に基づいて、当該励起領域の形状を実現する前記局所励起シーケンスの形状パラメータを算出する形状パラメータ算出部を備え、
    　前記形状パラメータ算出部で算出した形状パラメータを前記局所励起シーケンスに設定することにより前記形状を調整すること
    　を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  3. 　請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    　前記調整部は、
    　操作者が設定した励起領域に基づいて、当該励起領域の位置を実現する前記局所励起シーケンスの位置パラメータを算出する位置パラメータ算出部を備え、
    　前記位置パラメータ算出部で算出した位置パラメータを前記局所励起シーケンスに設定することにより前記位置を調整すること
    　を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  4. 　請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    　前記調整部は、
    　形状毎に、当該形状を実現する前記局所励起シーケンスの形状パラメータが保持される形状調整値テーブルを生成する形状調整値テーブル生成部と、
    　撮影時に、用途に応じて、前記形状調整値テーブルから当該用途を実現するために最適な形状に対応付けて保持される形状パラメータを抽出する形状パラメータ抽出部と、を備え、
    　前記抽出した形状パラメータを前記局所励起シーケンスに設定することにより前記形状を調整すること
    　を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  5. 　請求項4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    　前記調整部は、操作者が設定した励起領域から前記形状パラメータを算出する形状パラメータ算出部さらに備え、
    　前記形状調整値テーブル生成部は、前記形状パラメータ算出部が算出した形状パラメータを前記形状調整値テーブルに格納すること
    　を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  6. 　請求項5記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    　操作者から受け付けた形状に対応づけた形状パラメータが前記形状調整値テーブルに保持されているか否か判別する判別部をさらに備え、
    　前記形状パラメータ算出部は、前記判別部で否と判別された場合、前記形状パラメータを算出すること
    　を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  7. 　請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    　前記調整部は、励起領域の位置毎に、当該位置を実現する前記局所励起シーケンスの位置パラメータが保持される位置調整値テーブルを生成する位置調整値テーブル生成部と、
    　撮影時に、前記用途に応じて、前記位置調整値テーブルから当該用途を実現するために最適な位置に対応づけて保持される位置パラメータを抽出する位置パラメータ抽出部と、を備え、
    　前記抽出した位置パラメータを前記局所励起シーケンスに設定することにより前記位置を調整すること
    　を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  8. 　請求項7記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    　前記調整部は、操作者が設定した励起領域から前記位置パラメータを算出する位置パラメータ算出部をさらに備え、
    　前記位置調整値テーブル生成部は、前記位置パラメータ算出部が算出した位置パラメータを前記位置調整値テーブルに保持すること
    　を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  9. 　請求項8記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    　操作者から受け付けた位置に対応づけた位置パラメータが前記位置調整値テーブルに保持されているか否か判別する判別部、をさらに備え、
    　前記位置パラメータ算出部は、前記判別部で否と判別された場合、前記位置パラメータを算出すること
    　を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  10. 　請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    　前記形状パラメータは、傾斜磁場の振幅に係る係数を含むことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  11. 　請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    　前記位置パラメータは、高周波磁場の印加開始時間と傾斜磁場の印加開始時間との時間差を含むことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  12. 　請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    　前記局所励起シーケンスは、2次元選択励起シーケンスであり、前記励起領域はシリンダ状の領域であることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  13. 　磁気共鳴イメージング装置で局所励起シーケンスを実行する際の励起領域を調整する励起領域調整方法であって、
    　操作者が設定した励起領域に基づいて、当該励起領域の形状を実現する前記局所励起シーケンスの形状パラメータを算出する形状パラメータ算出ステップと、
    　前記形状パラメータ算出ステップで算出した形状パラメータを、前記局所励起シーケンスに設定する形状パラメータ設定ステップと、を備えること
    　を特徴とする励起領域調整方法。
  14. 　請求項13記載の励起領域調整方法であって、
    　操作者が設定した励起領域に基づいて、当該励起領域の位置を実現する前記局所励起シーケンスの位置パラメータを算出する位置パラメータ算出ステップと、
    　前記位置パラメータ算出ステップで算出した位置パラメータを、前記局所励起シーケンスに設定する位置パラメータ設定ステップと、をさらに備えること
    　を特徴とする励起領域調整方法。
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