WO2015093296A1 - 磁気共鳴イメージング装置およびその制御方法 - Google Patents

磁気共鳴イメージング装置およびその制御方法 Download PDF

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WO2015093296A1
WO2015093296A1 PCT/JP2014/082057 JP2014082057W WO2015093296A1 WO 2015093296 A1 WO2015093296 A1 WO 2015093296A1 JP 2014082057 W JP2014082057 W JP 2014082057W WO 2015093296 A1 WO2015093296 A1 WO 2015093296A1
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sar
biological information
predicted value
magnetic resonance
magnetic field
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PCT/JP2014/082057
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健太 櫻木
順玄 小野
研太朗 須永
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株式会社 日立メディコ
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/288—Provisions within MR facilities for enhancing safety during MR, e.g. reduction of the specific absorption rate [SAR], detection of ferromagnetic objects in the scanner room
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • 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
    • G01R33/5673—Gating or triggering based on a physiological signal other than an MR signal, e.g. ECG gating or motion monitoring using optical systems for monitoring the motion of a fiducial marker

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic resonance imaging (hereinafter referred to as MRI) apparatus.
  • MRI magnetic resonance imaging
  • An MRI apparatus measures a nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as NMR) signal generated by a nuclear spin of an object, particularly an atom constituting a human tissue, for example, a hydrogen atom, for example, a head, abdomen, limb, etc.
  • NMR nuclear magnetic resonance
  • This is an apparatus for imaging two-dimensionally or three-dimensionally.
  • the NMR signal is given different phase encoding depending on the gradient magnetic field and is frequency-encoded and measured as time-series data.
  • the measured NMR signal is reconstructed into an image by two-dimensional or three-dimensional Fourier transform.
  • the whole body SAR is obtained by dividing the energy W of the electromagnetic wave absorbed by the whole body of the subject by the mass M of the subject, and the body part SAR is the energy of the electromagnetic wave absorbed by a desired part of the subject.
  • W p is divided by the mass M p of the desired part of the subject, and the local SAR is energy per unit time absorbed by an arbitrary 10 g.
  • Patent Document 1 describes changing parameters so as not to exceed the SAR limit especially for multiple scans.
  • Patent Document 2 describes SAR prediction of scan and prediction of multiple scans.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 describe SAR prediction, but do not mention SAR prediction or imaging control when biological information changes. That is, the patent document does not consider changes in biological information and does not mention the necessity of consideration.
  • the subject 11 can be not only a relatively healthy person but also people with various diseases. Of course, it is desirable to consider the case where a person with a severe medical condition has a higher need for examination than a healthy person and the subject has a serious disease. In a subject with a serious disease, biological information can often be suddenly disturbed.
  • An object of the present invention is to provide an MRI apparatus capable of suppressing interruption of imaging due to an actual measurement value of SAR exceeding a limit value.
  • the magnetic resonance imaging apparatus of the present invention includes a static magnetic field generator that generates a static magnetic field in a space that accommodates a subject, a gradient magnetic field generator that generates a gradient magnetic field superimposed on the static magnetic field, and irradiates the subject
  • a high-frequency magnetic field generating unit for generating a high-frequency magnetic field a sequencer for controlling the generation of the gradient magnetic field and the generation of the high-frequency magnetic field according to a pulse sequence, a signal detection unit for detecting a nuclear magnetic resonance signal, and a predicted value of SAR
  • a biological information receiver (90) that receives biological information, and the sequencer controls the generation of the gradient magnetic field and the generation of the high-frequency magnetic field in synchronization with the biological information
  • the control unit calculates a predicted value of SAR based on a cycle length of the biological information to determine whether the predicted value of SAR exceeds a limit value, and the predicted value of SAR is the limit value The value Based on the determination by the control unit that it does not exceed, the generation
  • the block diagram which shows the structure of the MRI apparatus which is one Embodiment of this invention The flowchart which shows the outline
  • Time table showing SAR prediction calculation and actual measurement SAR measurement operation in the flowchart shown in FIG. The flowchart which shows operation
  • the time table of a method for performing SAR prediction from the previous cycle of biological information which is still another embodiment of the present invention
  • the time table of a method for performing SAR prediction from past changes in biological information which is still another embodiment of the present invention
  • the time table which shows correspondence when the SAR predicted value exceeds the limit value which is still another embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing the display contents displayed on the display in the flowchart shown in FIG. Time table showing a method of automatically skipping application by a pulse sequence when the predicted SAR value exceeds a limit value, which is still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing display contents displayed on the display in the flowchart shown in FIG.
  • 16 is a flowchart showing the operation of the control unit in the time table shown in FIG.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram showing display contents displayed on the display in the flowchart shown in FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of an MRI apparatus to which the present invention is applied.
  • This MRI apparatus obtains a tomographic image of a subject using an NMR phenomenon.
  • the MRI apparatus 10 includes a static magnetic field generator that generates a static magnetic field in a static magnetic field space 20 indicated by a dotted frame, a gradient magnetic field generator 30 that generates a gradient magnetic field, a sequencer 40, a high frequency A magnetic field generation unit 50, a signal detection unit 60, a processing unit 70, an operation unit 80, and a biological information reception unit 90 are provided.
  • the static magnetic field generator is not shown.
  • the subject 11 In the static magnetic field space 20, the subject 11 is placed inside, in the direction perpendicular to the body axis of the subject 11 in the case of the vertical magnetic field method, in the body axis direction of the subject 11 in the case of the horizontal magnetic field method, A uniform static magnetic field is generated.
  • a permanent magnet type, normal conducting type or superconducting type static magnetic field generating source is arranged around the subject 11.
  • the gradient magnetic field generating unit 30 is a gradient magnetic field coil that superimposes the static magnetic field in the static magnetic field space 20 and generates a gradient magnetic field in the three axis directions of X, Y, and Z that are the coordinate system (static coordinate system) of the MRI apparatus 10 31 and a gradient magnetic field power source 32 for driving each gradient coil.
  • gradient magnetic fields G x , G y , and G z are generated in the three axis directions of X, Y, and Z.
  • a slice direction gradient magnetic field pulse (G s ) is applied in a direction orthogonal to the slice plane (imaging cross section) to set a slice plane for the subject 11, and the remaining planes orthogonal to the slice plane and orthogonal to each other are set.
  • a phase encoding direction gradient magnetic field pulse (G p ) and a frequency encoding direction gradient magnetic field pulse (G f ) are applied in two directions, and position information in each direction is encoded in the echo signal.
  • the sequencer 40 repeatedly applies a control signal according to a predetermined pulse sequence of a high-frequency magnetic field pulse (hereinafter referred to as RF pulse) and a gradient magnetic field pulse.
  • the sequencer 40 operates under the control of a central processing unit (hereinafter referred to as CPU) 71, and various commands necessary for collecting tomographic image data of the subject 11 are supplied to the gradient magnetic field generator 30, the high frequency magnetic field generator 50, The signal is sent to the signal detector 60.
  • CPU central processing unit
  • the CPU 71 operates as a control unit that controls the operation of the MRI apparatus 10.
  • the control unit may be configured by one CPU 71 or may be configured by a plurality of processing devices (CPUs) that divide and share necessary functions.
  • the control unit performs not only control but also arithmetic processing.
  • the biological information 92 is received from the biological information receiving unit 90 described below, and the sequencer 40 is controlled so that a pulse sequence is performed in synchronization with the biological information 92.
  • the high-frequency magnetic field generator 50 irradiates the subject 11 with an RF pulse in order to cause nuclear magnetic resonance to occur in the nuclear spins of the atoms constituting the living tissue of the subject 11.
  • the high-frequency magnetic field generator 50 includes a high-frequency oscillator 51, a modulator 52, a high-frequency amplifier 53, and a transmission coil 54 that is a high-frequency coil on the transmission side.
  • the RF pulse output from the high-frequency oscillator 51 is amplitude-modulated by the modulator 52 at a timing according to a command from the sequencer 40, and the amplitude-modulated RF pulse is amplified by the high-frequency amplifier 53 and then placed close to the subject 11.
  • the transmission coil 54 By supplying to the transmission coil 54, the subject 11 is irradiated with electromagnetic waves.
  • the signal detector 60 detects an echo signal (hereinafter referred to as an NMR signal) emitted by nuclear magnetic resonance of atomic nuclear spins constituting the biological tissue of the subject 11.
  • the signal detection unit 60 includes a reception coil 64 that is a high frequency coil on the reception side, a signal amplifier 63, a quadrature phase detector 62, an A / D converter 61, and a SAR calculation unit 65.
  • the NMR signal of the response of the subject 11 induced by the electromagnetic wave irradiated from the transmission coil 54 is detected by the reception coil 64 arranged close to the subject 11, amplified by the signal amplifier 63, and then from the sequencer 40.
  • the amount of absorption of the electromagnetic wave irradiated from the transmission coil 54 into the subject 11 is calculated by the SAR calculation unit 65.
  • the SAR calculated by the SAR calculation unit 65 is sent to the CPU 71, compared with the SAR restriction, and the comparison result is recorded in the memory 72, for example.
  • the processing unit 70 performs various data processing, processing result display and storage, and the like.
  • the processing unit 70 includes a processor such as a CPU 71, a storage device such as a memory 72, an external storage device having a storage function such as an optical disk or a magnetic disk 73, and a display 74 having a display function such as a liquid crystal display (LCD). Is included.
  • the CPU 71 executes processing such as signal processing and image reconstruction using the memory 72 as a work area, and a tomographic image of the subject 11 as a result is displayed on the display 74. The information is displayed and recorded on the magnetic disk 73 of the external storage device.
  • the operation unit 80 inputs various control information of the MRI apparatus 10 and control information of processing performed by the processing unit 70.
  • the operation unit 80 includes, for example, a pointing device 81 such as a trackball or a mouse or a pad, and a keyboard 82.
  • the operation unit 80 is disposed in the vicinity of the display 74, and an operator can interactively instruct the MRI apparatus 10 to execute various processes through the operation unit 80 while looking at the display 74.
  • the pointing device 81 may have a touch panel as one of the input devices, and the touch panel may be provided on the display surface of the display 74. Thus, by providing input means such as a touch panel on the display surface of the display 74, an input operation can be performed corresponding to the display image on the display 74.
  • the biological information receiving unit 90 receives the biological information of the subject 11, converts the received signal into a digital quantity, and sends it to the CPU 71.
  • the CPU 71 calculates, for example, the phase of the pulse of biological information, sends an instruction to the sequencer 40 to repeatedly apply for each phase, and the biological sequence from the sequencer 40 to the gradient magnetic field power source 32, the modulator 52, and the A / D converter 61
  • a control command corresponding to the phase of information is sent, and an RF pulse is applied to the subject 11 corresponding to the phase of the biological information.
  • An NMR signal generated based on the application of the RF pulse is detected corresponding to the phase of the biological information.
  • the transmission coil 54 and the gradient magnetic field coil 31 are opposed to the subject 11 in the static magnetic field space in which the subject 11 is accommodated if the vertical magnetic field method is used, and in the horizontal magnetic field method. It is installed so as to surround the sample 11. Further, the receiving coil 64 is installed so as to face or surround the subject 11.
  • the radionuclide to be imaged by the MRI apparatus 10 is a hydrogen nucleus (proton) that is a main constituent material of the subject 11 as widely used in clinical practice.
  • proton a hydrogen nucleus
  • the spatial distribution of proton density and the spatial distribution of the relaxation time of the excited state a part of the human head, abdomen, limbs, etc., such as form or function, is imaged two-dimensionally or three-dimensionally.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining the processing operation for imaging by the CPU 71.
  • the CPU 71 repeatedly detects the biological information 92 via the biological information receiving unit 90, and uses the detected biological information 92.
  • the predicted SAR value 270 under the imaging conditions set in the above is calculated.
  • the CPU 71 confirms that the calculated predicted SAR value 270 is within the limit range, and the imaging operation is started.
  • the CPU 71 performs control for imaging the subject 11.
  • the biological information 92 of the subject 11 is different from information such as scanogram information and weight of the subject 11 and has attributes that change greatly in a short period of time, and the CPU 71 repeatedly detects the biological information 92 and detects it.
  • the SAR predicted value 270 is repeatedly calculated, and it is monitored whether the calculated SAR predicted value 270 is a limit value.
  • the measured SAR value 67 is measured via the SAR calculator 65, and it is monitored whether the measured SAR value 67 exceeds the limit value.
  • the MRI image of the subject 11 using the MRI apparatus 10 is taken by the imaging operation starting in step S200.
  • the subject 11 is set on the MRI apparatus 10 (step S202). Specifically, the subject 11 is placed and fixed on the top plate of the bed 13 shown in FIG. In addition, other necessary work is performed.
  • the CPU 71 performs a process for predicting the SAR in accordance with a control program stored in advance in a storage device such as a server, and a process for capturing an MRI image in accordance with the set imaging conditions and storing the MRI image in a storage device such as the magnetic disk 73. Is started (step S210).
  • Step S250 and the like are described as a series of continuous processing flows for convenience of explanation.
  • the CPU 71 does not execute a series of continuous programs, but the flow starting from step S210 shown in FIG. 2 is divided into a plurality of application programs for each function. Each is executed separately under execution conditions suitable for the processing function.
  • Each application program is activated and executed by a management program such as an operating system under predetermined execution conditions. For example, one application program is repeatedly executed at a short period, another application program is executed in conjunction with the execution of a specific application program having a special relationship, or another application program is operated by an operator. Is executed as an event linked to a specific event. Since it becomes very complicated to describe the execution conditions and activation states of each individual application program, the termination process accompanying the termination of execution, etc., the overall processing result of each application program that operates as described above, This is described as a one-line flowchart showing the processing contents of the CPU 71 started in step S210 shown in FIG.
  • the CPU 71 displays an input screen for inputting personal data or biological information 92 as subject information on the display 74 (step S212), and the personal data or biological information 92 as subject information according to the display content displayed by the CPU 71.
  • the subject information includes personal data such as age, height, and weight, and biological information such as heart rate, pulse wave, and electrocardiographic waveform.
  • the personal data and the biological information 92 are input by different steps.
  • the advantage of inputting personal data and biometric information separately as in this embodiment is that the input method is different.
  • Personal data has a property that does not change in a short period of time, and the value of personal data does not change during imaging.
  • the biological information 92 is information that may change in a short time, and is information that is preferably captured immediately before the information is used for calculation or the like, and the importance of the capture timing is different.
  • the biometric information 92 is desirably captured immediately before use as much as possible.
  • a detection unit that detects biometric information is provided, such as the biometric information receiving unit 90 shown in FIG.
  • the biometric information receiving unit 90 is used.
  • the biological information 92 has an attribute that changes in a short time, and it is desirable to capture it as close as possible to use.
  • the subject 11 often has a health hazard, and the biological information 92 is more likely to change suddenly than a healthy person. For this reason, it is desirable to measure immediately before biometric information 92 is required.
  • the CPU 71 captures and stores the biological information 92 such as heart rate, pulse wave, and electrocardiogram via the biological information receiving unit 90 in step S216 as an example.
  • the biological information 92 such as heart rate, pulse wave, and electrocardiogram
  • the CPU 71 captures and stores the biological information 92 such as heart rate, pulse wave, and electrocardiogram via the biological information receiving unit 90 in step S216 as an example.
  • the biological information 92 such as heart rate, pulse wave, and electrocardiogram via the biological information receiving unit 90 in step S216 as an example.
  • a scanogram which is an image for determining the imaging position, is captured and stored in step S220.
  • the scanogram is imaged in step S222 and stored in a storage device such as the magnetic disk 73.
  • the output of the RF pulse is small compared to the MRI imaging performed below, but since the RF pulse is actually emitted from the transmission coil 54, the SAR value based on the actual irradiation of this RF pulse is calculated. It can be obtained from the SAR calculator 65 as a monitor.
  • the obtained SAR value is based on the actually irradiated RF pulse, and can be measured as an actual measurement value when the subject 11 is actually irradiated with the RF pulse.
  • SAR depends on the mass of the individual's measurement site, and there are individual differences in the absorption state of the RF pulse. Monitoring the measured values of SAR in advance for MRI image acquisition is a prediction of SAR. Very useful in improving accuracy.
  • Step S250 shows the outline of the operation of the MRI apparatus 10 related to the imaging of the MRI image of the subject 11, and particularly shows the outline of the processing related to the SAR using the biological information 92.
  • FIG. 4 shows an example of a specific processing procedure of step S270 in step S250.
  • step S252 in accordance with the input screen from the CPU 71 and a display suggesting the input of imaging conditions, the imaging conditions for the region to be imaged are input or the imaging conditions that have already been set are changed.
  • the imaging conditions are determined based on the body type of the subject 11 and the examination content.
  • step S254 based on the input or changed imaging condition, the SAR prediction calculation is performed by the CPU 71, and the calculation result is stored. Further, in step S256, it is determined whether or not the calculated predicted SAR value satisfies the limiting condition, that is, whether or not the calculated predicted SAR value is within the limited range. If the restriction condition is not satisfied, that is, outside the restriction range, the process returns to step S252 again, and the imaging condition is reset, that is, the imaging condition is changed.
  • step S254 the prediction calculation processing performed by the SAR CPU 71 using the personal data or biological information as the subject information is performed based on (Expression 4) to (Expression 6).
  • W is the SAR absorption rate, and is, for example, a statistical average value of the SAR absorption rate when each part of the subject 11 is irradiated with an RF pulse.
  • PowerSeq (W) represents the irradiation power of the RF pulse in the pulse sequence, and is a value calculated by the processing unit 70 on the energy (W) of the RF pulse irradiated by the transmission coil 54 based on the imaging parameter.
  • the whole body SAR defined by (Equation 4) is the electromagnetic wave energy (W) absorbed by the whole body of the subject 11 due to the electromagnetic wave energy of the RF pulse, the subject mass (weight of the subject 11) M (kg) The number divided by. (5) by the A body part SAR defined, multiplied by the subject weight M (kg) systemically SAR (W / kg), the body of the partial mass m p of the subject 11 in the radiation range (kg) Divided number.
  • the head SAR defined by (Equation 6) is the total body SAR (W / kg) multiplied by the subject mass M (kg) divided by the head mass m h (kg) of the subject 11, and the head is a numerical value obtained by multiplying the SAR absorption rate R h parts.
  • step S256 When it is determined in step S256 that the predicted calculation value of SAR satisfies the SAR limit value, and when an operation for starting imaging is performed in step S260, the execution of CPU 71 is performed from step S260 to step S270. Then, step S270 is executed.
  • step S270 the biological information 92 from the subject 11 is sent to the CPU 71 via the biological information receiving unit 90, and the CPU 71 sends a control signal for controlling the operation of the sequencer 40 in synchronization with the sent biological information. Send to sequencer 40.
  • the sequencer 40 is controlled by a control signal from the CPU 71 so that the operation of the sequencer 40 is started in synchronization with the biological information 92.
  • a control signal for executing a pulse sequence according to the coefficient value of the coefficient circuit is transmitted to a predetermined control destination.
  • the control signal for executing the pulse sequence is synchronized with the biological information 92 by, for example, starting the coefficient operation of the coefficient circuit based on the control signal supplied from the CPU 71 to the sequencer 40 in synchronization with the biological information 92, for example. Can occur.
  • the sequencer 40 performs an operation of applying a control signal synchronized with the biological information 92 to the gradient magnetic field power source 32, the modulator 52, and the A / D converter 61 (step S270).
  • the A / D converter 61 takes in synchronization with the biological information 92. As described above, by synchronizing the operation of the sequencer 40 with the biological information, the operation based on the pulse sequence can be performed in synchronization with the biological information, and MRI imaging can be performed in synchronization with the biological information.
  • step S270 monitoring of biological information 92 for capturing the latest biological information 92 (step S272), application of a control signal based on a pulse sequence synchronized with biological information 92 (step S274), and SAR based on biological information Prediction calculation (step S276) and actual SAR monitoring (step S278) are performed. It is determined whether or not the calculated predicted SAR value 270 and the actually measured SAR value 67 are within the SAR limits. Furthermore, the biological information 92 temporarily stored in the memory 72, the acquired diagnostic image, the calculated SAR predicted value 270, the actual measured value of the SAR, and the like are stored in the magnetic disk 19, and the collected biological information 92 is statistically processed. Is performed (step S270).
  • step S280 after imaging of diagnostic images is completed, it is determined whether imaging of all diagnostic images is completed. For example, when a diagnostic image is captured under different conditions such as a different contrast or a different cross section, execution of the imaging operation of the CPU 71 transitions again to step S252, and setting of imaging conditions for new imaging is performed in step S252. Done in In this way, the above-described steps S252 to S280 are repeatedly executed.
  • a series of examination operations is completed from step S290.
  • FIG. 3 is a time table showing the operation state of step 270 related to the imaging of the diagnostic image in the flowchart of FIG.
  • the calculation based on each of (Equation 4) to (Equation 6) is performed on the predicted SAR value 270 based on the personal data, scanogram measurement results, and biological information 92. Is called.
  • the calculated SAR predicted value 270 is smaller than the SAR limit value
  • imaging is started in step S260. Assume that the current position is in the current period P 0 . Imaging operation is performed in the current period P 0, found SAR value 67 of the current period P 0 is monitored, measured SAR values 67 of the current period P 0 is taken into the processor 70 from the SAR calculation unit 65 according to step S278 .
  • the monitor value of the biological information 92 represents the output of the biological information receiving unit 90.
  • the next cycle is the next cycle P 1
  • the next cycle is the next cycle.
  • a P 2 biometric information 92 and the actual measurement SAR value 67 of the next period P 1 and after another period P 2 is not actually present at this time. These are information to be measured in the future.
  • the CPU 71 transmits a synchronization signal for synchronizing the operation of the sequencer 40 to the biological information to the sequencer 40. For example, to send the synchronization signal at a timing T0, it is further transmitted next period P 1 and after another period P 2, further in the next cycle, the synchronous signal timing T 1 and T 2, T 3, from CPU71 to the sequencer 40 The Thereafter, this operation is continued until the imaging is completed.
  • the sequencer 40 Based on this synchronization signal, the sequencer 40 performs a sequence operation synchronized with the biological information 92, and transmits a control signal based on the sequence operation to the gradient magnetic field power source 32, the modulator 52, and the A / D converter 61.
  • step S270 is a process that is specifically executed in step S270 shown in FIG. 2, a monitoring process of biological information 92 (step S272), an application process (step S274) based on a pulse sequence synchronized with biological information 92, a SAR prediction process ( Step S276) and the actual SAR monitor (step S278) are described as a time table in FIG. 3, and an example of the execution contents of the CPU 71 relating to step S270 is shown in FIG.
  • the biometric information 92 of the current period P 0 is taken in step S302 described in FIG. 4, from the biometric information 92 or past the current period P 0 captured to date based of the processing result of the biometric information 92, the period of the biometric information 92 of the next period P 1 is calculated (step S272).
  • step S276 the predicted SAR value 270 of the next period P 1 is calculated according to the calculated period of the biological information 92.
  • the current cycle P 0 is the prediction calculation, further predicted computed SAR predicted value of the current period P 0 on the basis of the currently period P 0 270 is calculated.
  • SAR predicted value 270 for the next period P 1 is the prediction calculation on the basis of the following period P 1 which is the prediction calculation.
  • SAR prediction value 270 successive periods P 2 based on the cycle P 2 one after another is the prediction calculation is prediction calculation.
  • the biological information 92 is captured in synchronization with the biological information 92, and the calculation of the value of the next biological information 92 and the calculation of the predicted SAR value 270 are performed based on the captured biological information 92.
  • Such processing is performed in synchronization with the biological information 92.
  • Arithmetic processing of the arithmetic processing and SAR prediction values 270 of the next period P 1 of the SAR predicted values 270 of the current period P 0 described above, further successive SAR prediction value 270 arithmetic processing period P 2 may be identical (several 4) to (Equation 6) are used.
  • For each SAR (W / kg) in (Equation 4) to (Equation 6) it is calculated as a 6-minute average SAR value or a 10-second average SAR value. Alternatively, it is calculated with a 6-minute average SAR value and a 10-second average SAR value.
  • the predicted SAR value 270 can be calculated in response to the change, and the situation where the measured SAR exceeds the limit range can be prevented with higher accuracy. it can.
  • step S302 of FIG. 4 the CPU 71 determines whether the calculated SAR predicted value 270 does not exceed the SAR limit condition.
  • step S274 is executed, and the control signal synchronized with the actual biological information 92 is transmitted from the sequencer 40 to the modulator 52. Is transmitted, and an RF pulse is emitted from the transmission coil 54 at a timing synchronized with the biological information 92.
  • a control signal synchronized with the biological information 92 is sent from the sequencer 40 to the A / D converter 61, and an NMR signal is captured in synchronization with the biological information 92. In this way, the imaging process is performed in synchronization with the actual biological information 92.
  • step S302 determines in step S302 that the predicted SAR value 270 exceeds the SAR limit condition
  • the execution of the CPU 71 moves to 304, and a countermeasure is taken in step S304.
  • a countermeasure for example, the output of the RF pulse output from the transmission coil 54 may be reduced, or the period of the biological information 92 is lengthened after the disturbance of the period of the biological information 92 is settled. Alternatively, imaging may be performed. There are many other possible countermeasures.
  • step S274 when imaging is performed in synchronization with the biological information 92, the measured SAR value 67 is monitored in step S278. Specifically, the measured SAR value 67 that is the calculation result of the SAR calculation unit 65 is captured by the CPU 71 as the measured SAR value 67. In step S312, the CPU 71 monitors whether the measured SAR value 67 does not exceed the SAR limit condition. If the CPU 71 determines that the actually measured SAR value 67 exceeds the SAR limit condition, in step S314, processing for interrupting imaging is performed.
  • step S326 the imaging result, the detection result of the biological information 92, the statistical processing result of the biological information 92, the result of the calculated SAR predicted value 270, and the actually measured SAR value 67 measurement results and the like are stored in the magnetic disk 73 and stored.
  • step S326 280 shown in FIG. 2 and FIG. 3 is executed to finish imaging, and step S290 of FIG. 2 is further executed.
  • FIG. 5 is a time table for explaining one processing method related to the SAR prediction calculation before scanning for imaging.
  • FIG. 6 shows a flowchart executed by the CPU 71 to perform processing based on the time table shown in FIG. 5, and is an alternative to steps S252 to S256 shown in FIG. Procedures relating to substantially the same processes as those in the flowchart shown in FIG.
  • step S252 set the imaging conditions or change the previous settings.
  • step S352 the biological information 92 is measured from the biological information receiving unit 90.
  • the biological information 92 is, for example, an electrocardiogram. In the electrocardiogram of the subject 11, for example, a pulse cycle is measured.
  • the order of step S252 and step S352 is an example, and the order may be different.
  • the biometric information 92 obtained for example, an ECG repetition period is P 0 (bpm).
  • a division number N for imaging is set.
  • the pulse sequence 402 necessary for imaging is divided into N (N is a natural number) to form a pulse sequence 403 divided into a plurality of S1 to SN.
  • the irradiation power of the RF pulse for imaging in one cycle of the biological information 92 is divided into N as shown in (Expression 7).
  • the SAR of the divided pulse sequence is 3 (W / kg)
  • the scan time is 0.5 (sec)
  • the period P 0 is 60 (bpm)
  • the number of pulse sequences k 10
  • the 10-second average SAR is It is calculated as (Equation 10).
  • step S256 the CPU 71 determines whether the calculated average SAR predicted value does not exceed the SAR limit value. If the average SAR predicted value exceeds the SAR limit value, the operator is imaged. In order to prompt the change of the condition or the division number N, the execution of the CPU 71 returns to step S252. On the other hand, if the predicted value of the average SAR is within the range of the SAR limit value and does not exceed the limit value, execution proceeds to step S260 in FIG. 2 to perform imaging.
  • step S382 corresponding to step S272 of FIG. 4 are the same, but the processing of step S382 will be described again.
  • step S384 in FIG. 8 basically has the same procedure as in FIG. 4, the description is omitted in FIG. 4, and therefore step S384 will also be described.
  • the SAR is predicted based on the repeated change of the biological information 92, and then imaging is performed according to the pulse sequence, and the SAR is actually measured by this imaging.
  • step S382 of FIG. 8 using the value of the period P n-1 immediately before the biometric information 92 to predict the period P n of the biological information 92.
  • the value of the cycle P n ⁇ 1 of the biological information 92 may be set as the cycle P n .
  • step S276 the 10-second average SAR and / or the 6-minute average SAR are calculated using the above-described formula. For example, it is calculated as follows based on (Equation 11).
  • the SAR of the divided pulse sequence is 2.4 (W / kg)
  • the scan time is 0.5 (sec)
  • the period P n-1 is 80 (bpm)
  • step S302 already described is executed, and imaging is performed by the operation of the pulse sequence in the period Pn of the biological information 92 in step S274. Furthermore, execution proceeds from step S322 to step S384, and the same process is performed for the next cycle of the biological information 92 by updating the order N assigned to the cycle.
  • FIG. 9 is a diagram for predicting the SAR of the nth and subsequent pulse sequences after the period (n ⁇ 1) th synchronous measurement is completed.
  • the SAR before the cycle (n-1) is the actually measured SAR (601) on the monitor.
  • the period P n of the biological information 92 which is the interval 603 between the period (n ⁇ 1) th and the period (n + 1) th, is an undetermined value because it is a period during measurement.
  • the period P n uses, for example, (Equation 13) and the average SAR using (Equation 14) from the value of the change in period (P n-1 -P n-2 ) of the previous biological information.
  • the amount of change (P n-1 to P n-2 ) of the cycle is a term for calculating the change between the previous cycle P n- 1 and the previous cycle P n-2 as described above. That is, the previous period P n-1 is corrected by a change between the previous period P n- 1 and the previous period P n-2 . In this way, the next cycle to be imaged from now on can be predicted with higher accuracy, and the prediction accuracy of the predicted value of the SAR can be improved.
  • the SAR of the divided pulse sequence is 2.1 (W / kg), the scan time is 0.5 (sec), the previous period P n-1 is 90 (bpm), and the previous period P n-2 is 80 (bpm).
  • Pn is 100 (bpm)
  • step S272 in FIG. 4 or step S382 in FIG. 8 based on the above-described period variation (P n-1 -P n-2 ), the period of the biological information 92 period is determined from the measured value of the period of the past biological information 92. A tendency, for example, a change amount between the previous period and the previous period is obtained, and a period P n for imaging is calculated based on the change amount.
  • the other steps can be referred to as they are.
  • the fourth embodiment of the present invention relates to SAR prediction during scan execution. This will be described using FIG. 9 in the same manner as in the third embodiment.
  • the flowchart to be executed is the flowchart shown in FIG. 4 already described.
  • a period P n that is a period from which measurement will be performed is calculated by the following processing.
  • step S272 is as follows. From the statistical data regarding the period of the biological information 92, a safety margin is given by the sum of the average value of the period P and twice the standard deviation of P, and the period P n at which imaging is performed is calculated using (Equation 16). .
  • FIG. 10 shows that the SAR is predicted using the biological information 92 in one embodiment described above with reference to FIGS. 1 to 4 and the other embodiments 1 to 4 described above, and the predicted SAR is determined to exceed the limit.
  • 6 is a time table showing an example of temporarily stopping a pulse sequence for imaging, that is, temporarily stopping a scanning operation of the MRI apparatus 10.
  • the imaging stop process or the imaging restart process described below can be similarly applied to any of the above-described embodiment and the other embodiments 1 to 4. However, representatively described in FIGS. 7 and 8 This will be specifically described with reference to the examples.
  • the biological information 92 may be in a very unstable state. For example, because of a heart disease, a cross-sectional image of the heart or a blood vessel image representing the state of the blood vessels of the heart may be captured in synchronization with the movement of the heart. Although an electrocardiogram is used as information on the movement of the heart, the electrocardiogram may be disturbed.
  • the predicted SAR value may exceed the limit value.
  • step S382 of the flowchart illustrated in FIG. 8 the period P 2 in which imaging is performed is predicted from the past period P 1 illustrated in FIG. 10 or period information that is not illustrated but before that, and the predicted period P 2 Based on the above, a calculation process for predicting the SAR is performed in step S276 in FIG.
  • step S302 illustrated in FIG. 8 the CPU 71 determines whether or not the predicted value of the SAR exceeds the limit value, and when it is determined that the predicted value of the SAR exceeds the limit value, step S304 is executed.
  • An example of the specific processing content of step S304 shown in FIG. 8 is shown in FIG.
  • step S404 the reason why the operation of the pulse sequence is stopped, that the predicted value of the SAR exceeds the limit value, and further that, for example, the predicted calculation changes in the cycle shortening direction, the state display area 702 of the display 74 is displayed. Is displayed.
  • FIG. 7 An example of the operation image 700 displayed on the display 74 is shown in FIG.
  • the operation image 700 may be displayed on the display 74 simultaneously with the MRI image being captured.
  • a state display area 702 is provided in the operation image 700, and a scan state such as a scan stop state, a reason for the scan stop, and the like are displayed in the state display area 702.
  • the display 74 is provided with a biological information display area 712, and displays a waveform of the measured biological information 92 and a waveform based on the prediction of the biological information 92.
  • the current time point of measurement of the biological information 92 is displayed as a mark 722, and a past graph from the mark 722 is displayed based on the measurement result. Further, in the future direction from the mark 722, a graph calculated by prediction from the measured values of the past biological information 92 is displayed. In the graph of the biological information 92 based on the past measurement result, the executed scan timing is displayed by a mark 732. Further, on the graph based on the prediction calculation of the biological information 92, the next scan timing when executed is displayed by a mark 734.
  • the mark 734 is useful for the operator to determine whether to resume scanning.
  • the operation image 700 also includes a display 740 for performing an operation for resuming the imaging operation, for example, an operation button. By selecting the display 740, an instruction to resume the imaging operation is input to the MRI apparatus 10. can do. Furthermore, a SAR display area 704 for displaying a predicted value of the current SAR value, an actual measurement value of the past or the current SAR value, and a limit value of the SAR is provided in the vicinity of the biological information display area 712 representing the state of the biological information 92. It has been.
  • step S406 the CPU 71 waits for a restart instruction from the operator, and when there is a restart instruction, the CPU 71 restarts imaging based on the measured value of the biological information 92 that periodically changes in step S412.
  • the length of the period indicated by the mark 734 (in this specification, the period length may be simply referred to as a period) is calculated.
  • step S414 based on the calculated cycle value, the CPU 71 calculates a predicted value of the SAR. By the execution of step S416 by the CPU 71, it is determined whether or not the predicted SAR value satisfies the condition within the limit value.
  • step S418 the operation image 700 shown in FIG. 12 is displayed in step S418 to display the content for restarting scanning for imaging. Further, after step S418, step S274 is executed, and photographing is resumed. Subsequently, step S278 shown in FIG. 8 is executed, and the flowchart of FIG. 8 is executed thereafter.
  • step S416 when the predicted value of SAR does not satisfy the condition that it is within the limit value, the execution of CPU 71 moves again from step S416 to step S404, and the predicted value of SAR returns to the imaging restart.
  • the reason why the condition is not satisfied is displayed in the status display area 702 of the operation image 700 displayed on the display 74.
  • a graph representing the biological information 92 may be displayed by color-coding the graph based on the actual measurement data and the graph based on the prediction calculation. Further, in the graph of the biometric information 92, the section where the scan for imaging is stopped may be displayed in a different color so as to be highlighted so that it can be understood that the scan has not been executed. Further, the section where the calculated predicted SAR value exceeds the limit value may be highlighted, for example, by changing the color.
  • Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG. 13 showing a time table, FIG. 14 showing a specific flowchart, and FIG. 15 showing an operation image 700 displayed on the display 74.
  • the present embodiment represents an example in which the SAR is predicted using the biological information 92 in each of the above-described embodiments and the other embodiments 1 to 5, and the application is canceled when the predicted SAR exceeds the limit.
  • FIG. When it is predicted that the SAR limit will be exceeded 904 due to a change in biological information, application cancellation 905 is performed.
  • the CPU 71 continues the SAR prediction 906 using the biological information, and when it is determined that the SAR predicted value falls within the limit, the operation of the pulse sequence is resumed 907.
  • the state display area 702 of the operation image 700 illustrated in FIG. 15 when the above-described pause is performed, the contents are displayed.
  • the waveform of the biological information 92 is displayed in the biological information display area 712 of the operation image 700, and the section determined by the processing unit 70 when the predicted value of the SAR exceeds the limit value is highlighted, for example, by changing the color.
  • This display also functions to indicate that the scan has not been performed.
  • a resume condition is displayed in the status display area 702 of the operation image 700.
  • step S382 shown in FIG. 8 the period length of the biological information 92 to be processed based on the pulse sequence is predicted and calculated, and the calculation for predicting the SAR is performed in step S276 based on the predicted calculation period. To do.
  • step S276 the CPU 71 determines whether or not the predicted SAR value exceeds the limit value in step S302. When it is determined that the predicted SAR value exceeds the limit value, step S402 shown in FIG. 14 is executed, and the pulse sequence operation is stopped. As a result, the irradiation of the RF pulse irradiated to the subject 11 is stopped.
  • step S432 as described above, the scanning operation pause and automatic restart conditions are displayed in the state display area 702 of the operation image 700 illustrated in FIG.
  • the automatic restart condition it is displayed that the scan operation that is the imaging operation is restarted when the predicted value of the SAR satisfies the restriction condition.
  • 120 (bpm) which is the predicted calculation value of the current SAR, is displayed in the SAR display area 704 in comparison with the limit value 100 (bpm).
  • step S434 it is further determined whether the SAR prediction calculation timing for the next cycle has been reached. Since a scanning operation based on a pulse sequence operation, which is an imaging operation, is performed in synchronization with a change in the biological information 92, the SAR prediction calculation is performed so as to be substantially synchronized with a change in the biological information 92. Therefore, in step S434, it is determined whether or not the SAR prediction calculation timing of the next cycle has come.
  • the length of the next cycle is predicted and calculated in step S436 in the state where the SAR prediction calculation timing of the next cycle is reached.
  • This calculation method may be calculated based on (Equation 13) described above, or may be another method described above.
  • a predicted SAR value is calculated in step S414.
  • the CPU 71 determines whether the predicted SAR value is within the limit value range.
  • restart of imaging that is, restart of scanning is displayed in the state display area 702 of the operation image 700 in FIG. 15, and step S274 is executed.
  • step S416 If it is determined in step S416 that the predicted SAR value exceeds the limit value, the execution of the CPU 71 proceeds from step S416 to step S432, and the SAR prediction is performed in the status display area 702 of the operation image 700 in the next cycle. The content whose value exceeds the limit value is displayed.
  • step S434 the change of the biological information 92 and the adjustment of the timing of the measurement of the biological information 92 and the calculation of the SAR predicted value in steps S436 and S414 are performed, and further, the processing related to the next cycle is repeatedly performed.
  • FIG. 16 shows the imaging parameters, that is, the imaging conditions that do not exceed the SAR limit when the predicted SAR exceeds the limit when the SAR is predicted using the biological information in the above-described embodiment and other 1 to 4 It is a figure showing the example which changes and continues a scan. Note that this embodiment is not limited to the example in which the imaging condition is automatically changed, and the operator may perform a confirmation operation on the proposed change of the CPU 71. Further, the CPU 71 may present a plurality of change proposals, and a new imaging condition may be determined by the operator selecting it.
  • SAR predicted value becomes super SAR limit 1104 due to changes in biological information.
  • CPU71 calculates the predicted value of SAR and further predicts that the calculated predicted value of SAR exceeds the limit value of SAR
  • CPU71 calculates the sequence parameter, that is, the imaging condition that the predicted value of SAR is within the SAR limit.
  • a parameter change 1105 that is an imaging condition is performed.
  • the sequence parameter which is the imaging condition, can be changed automatically by the CPU 71, or the changed contents of the CPU 71 can be displayed on the operation image 700 of the display 74 and changed by checking by the operator. Also good.
  • the CPU 71 presents a proposal for change, and the operator may select the sequence parameter to be changed by a method of determining a sequence parameter that is a new imaging condition.
  • the changed sequence parameter is displayed as an information dialog window in, for example, the area 706 of the operation image 700 shown in FIG. 19 so that the operator who is the operator can easily understand.
  • the sequence parameter changed as an example and the rate of SAR relaxation are displayed.
  • the waveform of the biological information 92 is displayed in the biological information display area 712 as in the above-described example, and the section where the sequence parameter is changed, for example, the section indicated by the mark 734 is highlighted, for example, by changing the color. This shows that the scan was executed with the SAR relaxed.
  • Fig. 17 shows the operation procedure of the CPU 71 for implementing the operation of the time table shown in Fig. 16.
  • the execution of the CPU 71 moves from step S302 to step S304.
  • step S402 constituting step S302 the operation of the pulse sequence is stopped, and in step S502, the parameters of the pulse sequence that is the imaging condition are changed.
  • the CPU 71 may automatically change the sequence parameter, or the CPU 71 proposes a change proposal and the operator selects such as selecting by the operator. It may be a change based on.
  • step S504 and step S416 are not necessary. However, even when the sequence parameter is changed completely automatically, the reliability is improved by performing Step S504 and Step S416. If an operator's instruction is added, reliability is further improved by performing Step S504 and Step S416.
  • the SAR predicted value is calculated based on the changed sequence parameter that is the imaging condition changed in step S504.
  • step S416 it is determined whether the calculated predicted value of the SAR does not exceed the limit value.
  • the execution of the CPU 71 proceeds from step S416 to step S512. .
  • step S512 a new sequence parameter is displayed in the area 706 of FIG. 18 as described above, the execution proceeds to step S274, and the imaging operation is restarted with the new sequence parameter. In the following procedure, the imaging operation is promoted according to the control of the CPU 71.
  • the imaging operation may be continued with the sequence parameter changed in step S502, but the changed sequence parameter may be restored.
  • the process of returning the changed sequence parameter to the original is performed according to the procedure shown in step S520. If the predicted SAR value is within the limit range in step S302, step S520 is executed by the CPU 71, and it is determined in step S522 whether the sequence parameter has been changed. If the sequence parameter has not been changed, the process of returning the sequence parameter to 520 does not have to be performed in 520. Therefore, the execution of the CPU 71 proceeds from step S522 to step S274, and the imaging operation is promoted.
  • step S526 If the operator's instruction is an instruction to continue imaging using the changed sequence parameter without undoing the change of the sequence parameter, the execution of the CPU 71 from step S526 moves to step S274, and the changed sequence parameter Continue the imaging operation.
  • step S532 the predicted SAR value is calculated according to the imaging condition in which the sequence parameter is restored, and the calculated SAR predicted value is obtained. Determine whether or not exceeds the limit. If it is determined in step S532 that the predicted SAR value based on the imaging condition with the sequence parameter restored is within the limit, the sequence parameter is restored to the original value in step S536. Further, the fact that it has been restored is displayed on the operation image 700 in step S536. On the other hand, when the predicted value of the SAR based on the imaging condition with the sequence parameter returned to the original value exceeds the limit, in step S534, a process for not returning the sequence parameter is performed, and this is displayed on the operation image 700. In this case, step S520 is executed again in a process synchronized with the next cycle, and a process for determining whether or not to return the sequence parameter is performed.
  • FIG. 19 shows still another embodiment.
  • Step S572 (see FIG. 19), which is the method shown in FIG. 14, and step S574 (see FIG. 19), which is the method shown in FIG. 18, for handling when the predicted value of SAR exceeds the limit value And already explained.
  • step S572 and step S574 has unique advantages. By using these methods properly, a greater effect can be achieved.
  • An example of these usage determinations is shown in step S570 of FIG.
  • step S402 the pulse sequence operation is stopped, and step S570 is executed to determine which of step S572 and step S574 is to be executed.
  • step S552 of step S570 the state of the biological information 92 is analyzed. For example, is the period length of the biological information 92 fluctuating or stable? Whether the cycle of biological information 92 is repeated when the predicted value of SAR is just below the limit value of SAR, or is the cycle of biological information 92 repeated when the predicted value of SAR greatly exceeds the limit value of SAR? Is determined by the CPU 71.
  • step S572 the CPU 71 selects step S572 described with reference to FIG. .
  • step S572 there is a case where the cycle of the electrocardiographic waveform is temporarily disturbed due to, for example, arrhythmia.
  • step S574 described in FIG. 18 is selected and the sequence parameter is changed.
  • the method is executed.
  • the heart pulse gradually increases, and as a result, the predicted value of SAR exceeds the limit value.
  • the sequence parameter is changed and imaging is executed. In this case, the process in step S520 may or may not be performed.
  • step S572 and step S574 have already been described, and a description thereof will be omitted.
  • the selection state of step S572 or step S574 is displayed in the state display area 702 of the operation image 700 in step S432 or step S502, for example, during execution of step S572 or step S574. Accordingly, the operator can accurately and accurately grasp the situation, and a highly reliable operation is performed.
  • 10 MRI apparatus 11 subject, 20 static magnetic field space, 30 gradient magnetic field generator, 31 gradient magnetic field coil, 32 gradient magnetic field power supply, 40 sequencer, 50 high frequency magnetic field generator, 51 high frequency oscillator, 52 modulator, 53 high frequency amplifier, 54 Transmit coil, 60 signal detector, 61 A / D converter, 62 quadrature detector, 63 signal amplifier, 64 receiver coil, 65 SAR calculator, 70 processor, 71 CPU, 72 memory, 73 magnetic disk, 74 Display, 80 operation unit, 81 trackball, mouse or pad, 82 keyboard, 90 biological information receiving unit.

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Abstract

　被検体の生体情報の変動によるSARの実測値が制限値を超えることによる撮像の中断を避ける。そのために、磁気共鳴イメージング装置10は、静磁場発生部と、傾斜磁場発生部30と、高周波磁場発生部54と、前記傾斜磁場および前記高周波磁場の発生を制御するシーケンサ40と、核磁気共鳴信号を検出する信号検出部60と、SARの予測値を演算するCPU71と、生体情報を受信する生体情報受信部90と、を備え、前記CPU71は、前記生体情報の周期に対応して、SARの予測値を演算して前記SARの予測値が制限値を超えないことを判断し、前記判断に基づいて、前記傾斜磁場の発生および前記高周波磁場の発生が制御されて撮像動作が行われ、前記検出された前記核磁気共鳴信号に基づいてMRI画像が構成される。

Description

磁気共鳴イメージング装置およびその制御方法
　本発明は、磁気共鳴イメージング(以下MRIと記す)装置に関する。
　MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子、例えば水素原子の原子核スピンが発生する核磁気共鳴(以下NMRと記す)信号を計測し、被検体の例えば頭部、腹部、四肢等の形態あるいは機能を、二次元的にあるいは三次元的に画像化する装置である。
撮像においては、NMR信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。計測されたNMR信号は、二次元又は三次元フーリエ変換されることにより画像に再構成される。
　MRI装置を臨床上使用する際に安全問題として考慮すべきものの一つとして電磁波に関する問題がある。IEC60601-2-33,3rdeditionによると、単位時間、単位質量あたりの高周波磁場パルス(以下RFパルスと記す)の吸収量を比吸収率(SAR：Specific Absorption Rateと記す)として、(数1)～(数3)のように定義し、その上限値により人体にそれ以上の電磁波が照射されないように制限している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ここで、全身SARとは、被検体全身に吸収される電磁波のエネルギーWを被検体の質量Mで割ったものであり、身体部分SARとは、被検体の所望部位に吸収される電磁波のエネルギーWpを被検体の所望部位の質量Mpで割ったものであり、局所SARとは、任意の10gに吸収される単位時間当たりのエネルギーである。
　特許文献1では、特に複数スキャンについてSAR制限を越えないようにパラメータを変更することについて述べられている。特許文献2では、スキャンのSAR予測および複数スキャンの予測について述べられている。
特開2006-95278号公報 WO2011/122430号公報
　SARの制限に関する規定によって、被検体の安全のために、撮像をSAR制限値内に制御する必要がある。一般的なMRI装置の撮像方法には、臓器の動きによるアーチファクトや、被検体の息止めの負担を軽減するために、脈波、心電同期などの生体情報をモニタし、同時相で撮像する方法がある。生体情報の変化によって、撮像タイミングが速くなり、SAR制限を越えた場合、撮像を停止する必要があるが、撮影を停止することになると再度撮像を実施することが必要となる等の作業性が低下してしまう。
　特許文献1や特許文献2ではSARの予測について記述されているが、生体情報が変化したときのSARの予測あるいは撮影の制御については触れられていない。すなわち前記特許文献では、生体情報の変化が考慮されていないし、考慮の必要性についても触れられていない。被検体11は比較的健康な人だけでなく、色々な疾患の人が被検体と成り得る。当然ではあるが、健康な人より重い病状の人の方が検査の必要性が高く、被検体が重い疾患である場合を考慮しておくことが望ましい。重い疾患の被検体では、生体情報が突然乱れることが多々起こり得る。
　一方このような重い疾患の人は、比較的健康な人よりも撮影に要する時間をできるだけ短くし、負担を低減することが望ましい。例えば再度撮像を実施することが必要となるなど、作業性が低下すると業務の効率低下だけでなく、被検体の負担増加にも繋がる。症状の重い患者にとっては、大きな問題となる。
　本発明の目的は、SARの実測値が制限値を超過することによる撮像の中断を抑制することができるMRI装置を提供することである。
　本発明の磁気共鳴イメージング装置は、被検体を収容する空間に静磁場を発生させる静磁場発生部と、前記静磁場へ重畳して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生部と、前記被検体へ照射するための高周波磁場を発生させる高周波磁場発生部と、前記傾斜磁場の発生および前記高周波磁場の発生をパルスシーケンスに従って制御するシーケンサと、核磁気共鳴信号を検出する信号検出部と、SARの予測値を演算する制御部と、生体情報を受信する生体情報受信部(90)と、を備え、前記シーケンサは、前記生体情報に同期して前記傾斜磁場の発生および前記高周波磁場の発生を制御し、前記制御部は、前記生体情報の周期の長さに基づいて、SARの予測値を演算して前記SARの予測値が制限値を超えないかを判断し、前記SARの前記予測値が前記制限値を超えないとの前記制御部の判断に基づいて、前記傾斜磁場の発生および前記高周波磁場の発生が制御されて撮像動作が行われ、前記信号検出部により検出された前記核磁気共鳴信号に基づいてMRI画像が生成される、ことを特徴とする。
　本発明によれば、SARの実測値が制限値を超過することによる撮影の中断を抑制することができるMRI装置を得ることができる。
本発明の一実施形態であるMRI装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施形態であるMRI装置の動作の概要を示すフローチャート 図2に記載のフローチャートにおけるSAR予測の演算および実測SARの計測動作を示すタイムテーブル 図3に記載のタイムテーブルにおける制御部の動作を示すフローチャート 本発明のさらに他の実施例である、パルスシーケンスを分割してMRI画像を同期撮像する方式のタイムテーブル 図5に記載のタイムテーブルにおける制御部の動作を示すフローチャート 本発明のさらに他の実施例である、生体情報の一つ前の周期からSAR予測を行う方式のタイムテーブル 図7に記載のタイムテーブルにおける、制御部の動作を示すフローチャート 本発明のさらに他の実施例である、生体情報の過去の変化量からSAR予測を行う方式のタイムテーブル 本発明のさらに他の実施例である、SAR予測値が制限値を超える場合の対応を示すタイムテーブル 図10に記載のタイムテーブルにおける制御部の動作を示すフローチャート 図11に記載のフローチャートにおいて、ディスプレイに表示される表示内容を示す説明図 本発明のさらに他の実施例である、SAR予測値が制限値を超える場合に、パルスシーケンスによる印加を自動的にスキップする方式を示すタイムテーブル 図13に記載のタイムテーブルにおける制御部の動作を示すフローチャート 図14に記載のフローチャートにおいて、ディスプレイに表示される表示内容を示す説明図 本発明のさらに他の実施例である、SAR予測値が制限値を超える場合に、パルスシーケンスのパラメータを変更する方式を示すタイムテーブル 図16に記載のタイムテーブルにおける制御部の動作を示すフローチャート 図17に記載のフローチャートにおいて、ディスプレイに表示される表示内容を示す説明図 本発明のさらに他の実施例を示すフローチャート
　本発明の実施形態を説明するために使用する全図において、略同一の機能を有するあるいは略同一の作用なす構成、あるいは手順には同一符号を付け、その繰り返しの説明を省略する場合がある。また本明細書で、「撮像」は「撮影」と略同じ意味で使用し、特別に使い分けるものではない。この明細書で「演算」や「算出」の用語は、単に代数演算の処理を行うことを意味するだけでなく、予め演算や計測、シミュレーション等で得られたデータを二次元や三次元等の多次元データテーブルとして記憶し、前記デーブル検索し、さらには検索結果の補間処理を行って、条件を満足する値を得る処理など、色々な方法で好ましい値や条件を得る手法を含まれるものとして、使用する。以下、添付図面に従って本発明が適用されたMRI装置の一実施形態(以下実施例と記す)について説明する。
　最初に、本発明が適用されたMRI装置の一実施例の全体概要を図1に基づいて説明する。図1は、本発明が適用されたMRI装置の一実施例の全体構成を示すブロック図である。このMRI装置は、NMR現象を利用して被検体の断層画像を得るものである。図1に示すように、MRI装置10は、点線枠で示した静磁場空間20に静磁場を発生する静磁場発生部と、傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生部30と、シーケンサ40と、高周波磁場発生部50と、信号検出部60と、処理部70と、操作部80と、生体情報受信部90とを備える。なお静磁場発生部は図示を省略している。
　静磁場空間20では、その内部に被検体11が載置され、垂直磁場方式であれば被検体11の体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば被検体11の体軸方向に、均一な静磁場が発生している。静磁場を発生するために、被検体11の周りに永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源が配置されている。
　傾斜磁場発生部30は、静磁場空間20の静磁場に重畳して、MRI装置10の座標系(静止座標系)であるX，Y，Zの三軸方向に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル31と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源32とを有する。後述のシーケンサ40からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源32を駆動することにより、X，Y，Zの三軸方向に傾斜磁場Gx，Gy，Gzが発生する。撮像時には、スライス面(撮像断面)に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルス(Gs)を印加して被検体11に対するスライス面を設定し、そのスライス面に直交して且つ互いに直交する残りの二つの方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード方向傾斜磁場パルス(Gf)を印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。
　シーケンサ40は、高周波磁場パルス(以下RFパルスと記す)と傾斜磁場パルスをある所定のパルスシーケンスに従って制御信号を繰り返し印加する。シーケンサ40は、中央処理装置(以下CPUと記す)71の制御で動作し、被検体11の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を傾斜磁場発生部30や、高周波磁場発生部50や、信号検出部60に送る。
　ここでCPU71はMRI装置10の動作を制御する制御部として動作する。制御部は1つのCPU71で構成されても良いし、必要な機能を分割して分担する複数の処理装置(CPU)で構成しても良い。制御部は制御だけでなく、演算処理なども行う。また以下で説明する生体情報受信部90から生体情報92を受け取り、生体情報92に同期してパルスシーケンスが行われるように、シーケンサ40を制御する。
　高周波磁場発生部50は、被検体11の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検体11に対しRFパルスを照射する。高周波磁場発生部50には、高周波発振器51と変調器52と高周波増幅器53と送信側の高周波コイルである送信コイル54とが含まれる。高周波発振器51から出力されたRFパルスをシーケンサ40からの指令によるタイミングで変調器52により振幅変調し、この振幅変調されたRFパルスを高周波増幅器53で増幅した後に被検体11に近接して配置された送信コイル54に供給することにより、電磁波が被検体11に照射される。
　信号検出部60は、被検体11の生体組織を構成する原子の原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号(以下NMR信号と記す)を検出する。信号検出部60には、受信側の高周波コイルである受信コイル64と信号増幅器63と直交位相検波器62とA/D変換器61とSAR計算部65とが含まれる。送信コイル54から照射された電磁波によって誘起された被検体11の応答のNMR信号が被検体11に近接して配置された受信コイル64で検出され、信号増幅器63で増幅された後、シーケンサ40からの指令によるタイミングで直交位相検波器62により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがA/D変換器61でディジタル量に変換されて、処理部70に送られる。
　また、送信コイル54から照射された電磁波の被検体11への吸収量はSAR計算部65で計算される。SAR計算部65で計算されたSARは、CPU71に送付され、SAR制限との比較処理が行われ、比較結果が例えばメモリ72に記録される。
　処理部70は、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等を行うものである。処理部70には、CPU71等のプロセッサと、メモリ72等の記憶装置と、光ディスクあるいは磁気ディスク73等の記憶機能を有する外部記憶装置と、液晶ディスプレイ(LCD)等の表示機能を有するディスプレイ74とが含まれる。CPU71は、信号検出部60が信号やデータを受け付けると、メモリ72を作業領域として用いて信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体11の断層画像をディスプレイ74に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク73に記録する。
　操作部80は、MRI装置10の各種制御情報や処理部70で行う処理の制御情報を入力するものである。操作部80には、トラックボールあるいはマウス又はパッド等の例えばポインティングデバイス81や、キーボード82が含まれる。操作部80はディスプレイ74に近接して配置され、操作者がディスプレイ74を見ながら操作部80を通してインタラクティブにMRI装置10に各種処理の実行を指示することができる。またポインティングデバイス81が入力装置の内の一つとして、例えばタッチパネルを有し、前記タッチパネルをディスプレイ74の表示面に設けるようにしても良い。このようにディスプレイ74の表示面にタッチパネル等の入力手段を設けることにより、ディスプレイ74の表示画像に対応して、入力操作を行うことができる。
　生体情報受信部90は、被検体11の生体情報を受信し、受信信号をディジタル量に変換しCPU71に送る。CPU71は、例えば生体情報のパルスの位相を算出し、位相ごとに繰り返し印加するようにシーケンサ40に指示を送り、シーケンサ40から傾斜磁場電源32や変調器52、A/D変換器61へ、生体情報の位相に対応した制御指令を送り、前記生体情報の位相に対応して被検体11にRFパルスを印加する。またRFパルスの印加に基づき発生するNMR信号を、前記生体情報の位相に対応して検出する。このようにすることにより、臓器の動きによるアーチファクトを低減した質の高い画像を得ることができる。
　なお、図1において、送信コイル54と傾斜磁場コイル31は、被検体11が収容される静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体11に対向して、水平磁場方式であれば被検体11を取り囲むようにして設置される。また、受信コイル64は、被検体11に対向して、或いは取り囲むように設置される。
　現在、MRI装置10の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体11の主たる構成物質である水素原子核(プロトン)である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または機能等の部位を二次元もしくは三次元的に撮像する。
　次に、前記構成のMRI装置を使用する際に実行されるSAR値の予測演算について説明する。図2はCPU71の撮像のための処理動作を説明するフローチャートであり、一連の撮像作業中にCPU71は生体情報受信部90を介して生体情報92を繰り返し検知し、検知した生体情報92を使用して設定した撮像条件におけるSAR予測値270を算出する。算出されたSAR予測値270が制限の範囲内であることがCPU71により確認され、撮像動作が開始される。撮像動作の開始により、CPU71によって被検体11に対する撮像を行うための制御が行われる。
　被検体11の生体情報92は、被検体11のスキャノグラムの情報や体重などの情報と異なり、短期間に大きく変化する属性を有しており、CPU71は繰り返し生体情報92を検知して、検知された生体情報92に基づき繰り返しSAR予測値270を演算し、演算されたSAR予測値270が制限値かどうかを監視する。さらにSAR計算部65を介して実測SAR値67を計測し、実測SAR値67が制限値を超えないかを監視する。
　ステップS200で始まる撮像作業により、MRI装置10を使用した被検体11のMRI画像が撮影される。撮像業務が開始されると、被検体11をMRI装置10にセットする(ステップS202)。具体的には、図1に示す寝台13の天板に被検体11を載置して固定する。さらにその他必要な作業が行われる。
　CPU71は、サーバー等の記憶装置に予め記憶されている制御用プログラムに従って、SARを予測する処理や設定された撮像条件に従ってMRI画像を撮像し、磁気ディスク73等の記憶装置に記憶するための処理を開始する(ステップS210)。
　ステップS210から始まる一連のCPU71の処理フローでは、被検体の個人データの入力処理(ステップS214)や生体情報の入力処理(ステップS216)、スキャノグラムの撮像処理(ステップS220)、MRI画像の撮像処理(ステップS250)等は、説明の便宜上一連の連続した処理の流れとして記載する。しかし実際のCPU71の処理動作では、CPU71は連続した一連のプログラムを実行するのではなく、図2に記載のステップS210から始まるフローは、機能毎に複数のアプリケーションプログラムに分割され、各アプリケーションプログラムは処理機能に適した実行条件で、それぞれ別々に実行される。
　各アプリケーションプログラムは、管理プログラムである例えばオペレーティングシステムによって、定められた実行条件で起動されて実行される。例えばあるアプリケーションプログラムは短い一定周期で繰り返し実行されたり、あるいは他のアプリケーションプログラムは特別の関係にある特定のアプリケーションプログラムの実行に連動して実行されたり、あるいはさらに他のアプリケーションプログラムは操作者の操作をイベントとして特定イベントにリンクして実行されたりする。個々の各アプリケーションプログラムの実行条件や起動状態、実行終了に伴う終了処理等を一々記載すると説明が非常に煩雑となるので、上述のようにして動作する各アプリケーションプログラムの総合的な処理結果を、図2に記載のステップS210で開始されるCPU71の処理内容を示す一列のフローチャートとして記載する。
　CPU71は被検体情報である個人データや生体情報92を入力するための入力画面等をディスプレイ74に表示し(ステップS212)、CPU71が表示した表示内容に従って被検体情報である個人データや生体情報92がMRI装置10に入力される(ステップS214、ステップS216)。被検体情報には、年齢、身長、体重などの個人データと、心拍数、脈波、心電波形などの生体情報とが含まれる。この実施例に記載の例では、個人データと生体情報92とが異なるステップによって入力例される。
　本実施例の如く個人データと生体情報とに分けて入力する利点は入力方法が異なるからである。個人データは短期間には変化しない性質を有しており、撮像中には個人データの値は変化しない情報である。一方生体情報92は短時間に変化する可能性のある情報であり、該情報が演算などに使用される時に例えば直前で取り込むことが好ましい情報であり、取り込タイミングの重要性が異なる。
　生体情報92は、できるだけ使用直前に取り込むことが望ましく、本実施例では、図1に示す生体情報受信部90の如く、生体情報を検知する検知部を設け、生体情報92を利用する間近のタイミングで生体情報受信部90から取り込むようにしている。上述したように生体情報92は短時間に変化する属性を有しており、できるだけ利用間近で取り込むことが望ましい。特にMRI装置10では、被検体11が健康を害している場合が多く、健康な人よりも生体情報92が急変する可能性が高い。このためできるだけ生体情報92を必要とする直前に計測することが望ましい。
　CPU71は、本実施例では、一例としてステップS216において、心拍数、脈波、心電波形などの生体情報92を、生体情報受信部90を介して取り込み記憶する。実際の装置で、図2に示すステップS216の位置で生体情報を取り込まなければならないことは無く、生体情報92を使用するタイミングで生体情報92を取り込めばよい。例えば、生体情報92を取り込む機能を有するプログラムを設け、非常に短い周期でこのプログラムを繰り返し実行して取り込んだ生体情報を特定した一時記憶アドレスに保持する構成とすれば、前記一時記憶アドレスには常に生体情報92の最新情報が保持されることとなる。生体情報を使用する処理を行う場合に、前記一時記憶アドレスに記憶されている生体情報92を使用することにより、前記処理は常に最新の生体情報92を使用して処理を行うことが可能となる。
　MRI装置10で診断画像を撮像するに当たり、ステップS220で撮像位置を決定するための画像であるスキャノグラムを撮像して記憶する。このステップS220によるスキャノグラムの撮像では、ステップS222によってスキャノグラムが撮像され磁気ディスク73等の記憶装置に記憶される。またこのスキャノグラムの撮像では、以下で行うMRI画像の撮像に比べRFパルスの出力は小さいが、送信コイル54からRFパルスを実際に照射するので、このRFパルスの実際の照射に基づくSARの値をモニタとしてSAR計算部65から得ることができる。得られたSARの値は、実際に照射したRFパルスに基づいており、実際にRFパルスを被検体11に照射した場合の実測値として計測することができる。SARは個人の計測部位の質量等に依存し、またRFパルスの吸収状態には個人差があり、MRIの画像の撮像に対して、事前にSARの実測値をモニタすることは、SARの予測精度を向上する上で、大変役に立つ。
　ステップS250は、被検体11のMRI画像の撮像に関するMRI装置10の動作の概要を示しており、特に生体情報92を用いたSARに関する処理の概要を示している。
　またそのタイムテーブルを図3に示す。さらにステップS250の内のステップS270の処理の具体的な処理手順の一例を図4に示す。
　ステップS252で、CPU71からの入力画面や撮像条件の入力を示唆する表示に従って、撮像対象の部位に関しての撮像条件の入力あるいは既に設定されていた撮像条件の変更が行われる。撮像条件は、被検体11の体型や検査内容に基づいて定められる。ステップS254で、入力あるいは変更された撮像条件に基づいて、SARの予測演算がCPU71により行われ、演算結果が記憶される。さらにステップS256で、演算されたSARの予測値が、制限条件を満足しているかどうか、すなわち演算されたSARの予測値が、制限範囲内かどうかが判断される。もし、制限条件を満足しない、すなわち制限範囲の外にある場合には、再びステップS252に戻り、撮像条件の再設定すなわち撮像条件の変更が行われる。
　ステップS254における、被検体情報である個人データや生体情報を用いてSARのCPU71により行われる予測演算処理は、(数4)～(数6)に基づいて行われる。Wは、SAR吸収率であり、例えば、被検体11の各部位にRFパルスを照射したときのSAR吸収率の統計的な平均値である。PowerSeq(W)は、パルスシーケンスにおけるRFパルスの照射パワーを表し、撮像パラメータに基づいて送信コイル54が照射するRFパルスのエネルギー(W)を処理部70で算出した値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
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　(数4)で定義される全身SARとは、RFパルスの電磁波のエネルギーによって被検体11の全身に吸収される電磁波のエネルギー(W)を被検体質量(被検体11の体重)M(kg)で割った数値である。(数5)で定義される身体部分SARとは、全身SAR(W/kg)に被検体質量M(kg)を乗じ、照射範囲にある被検体11の身体の部分質量mp(kg)で割った数値である。(数6)で定義される頭部SARとは、全身SAR(W/kg)に被検体質量M(kg)を乗じたものを被検体11の頭部質量mh(kg)で割り、頭部のSAR吸収率Rhを掛けた数値である。
　SARの予測演算値が、SARの制限値を満足する撮影条件であることが、ステップS256により判断され、次にステップS260により撮像開始の操作が行われると、CPU71の実行がステップS260からステップS270に移り、ステップS270が実行される。ステップS270では、生体情報受信部90を介して被検体11からの生体情報92が、CPU71に送られ、CPU71は、送られてきた生体情報に同期させてシーケンサ40の動作を制御する制御信号をシーケンサ40へ送る。
　具体的にはシーケンサ40の動作が生体情報92に同期して開始されるように、CPU71からの制御信号によってシーケンサ40が制御される。例えばシーケンサ40を係数回路で構成した場合に、係数回路の係数値に従ってパルスシーケンスを実行するための制御信号が予め定められた制御先に送信されるように構成されている。係数回路の係数動作の開始が例えば生体情報92に同期してCPU71からシーケンサ40へ供給される制御信号に基づくようにすることにより、パルスシーケンスを実行するための制御信号を生体情報92に同期して発生することができる。このことにより、シーケンサ40は、生体情報92に同期した制御信号を傾斜磁場電源32や変調器52、A/D変換器61に印加する動作をなす(ステップS270)。
　シーケンサ40からの制御信号が生体情報に同期して発生するので、傾斜磁場電源32に基づく傾斜磁場の切り替わりや、送信コイル54からのRFパルスの発生、また受信コイル64で受信されたNMR信号のA/D変換器61により取り込みが、生体情報92に同期して行われる。このようにシーケンサ40の動作を生体情報に同期させることにより、生体情報に同期してパルスシーケンスに基づく動作を行うことが可能となり、生体情報に同期してMRIの撮像が可能となる。
　またステップS270では、最新の生体情報92を取り込むための生体情報92のモニタ(ステップS272)や、生体情報92に同期したパルスシーケンスに基づく制御信号の印加(ステップS274)や、生体情報に基づくSARの予測演算(ステップS276)や、実測SARのモニタ(ステップS278)が行われる。演算されたSARの予測値270やSARの実測値67が、SARの制限内であるかどうかの判断が行われる。さらに、メモリ72に一時記憶された生体情報92、取得した診断画像、算出したSAR予測値270、SARの実測値などのデータが磁気ディスク19に記憶され、さらに収集した生体情報92について統計処理などが行われる(ステップS270)。
　ステップS280で診断画像の撮像を終了した後、全ての診断画像の撮影を終了したかを判断する。例えばさらに異なるコントラストあるいは、異なる断面など、別の条件で診断画像を撮像する場合には、CPU71の撮影動作は再びステップS252に実行が遷移し、新たな撮影のための撮影条件の設定がステップS252で行われる。このようにして上述したステップS252～ステップS280が繰り返し実行される。被検体11に対する全ての診断画像の撮像が終了すると、ステップS290から一連の検査業務終了となる。
　図3は、図2のフローチャートにおける診断画像の撮像に関係するステップ270動作状態を表すタイムテーブルである。図2で説明した如く、図3のステップS254でSARの予測値270を個人データやスキャノグラムの計測結果や生体情報92に基づいて、(数4)～(数6)のそれぞれに基づく演算が行われる。演算されたSAR予測値270がSARの制限値より小さい場合に、ステップS260において、撮像が開始される。現在の位置が現周期P0の状態であると仮定する。現周期P0における撮像動作が行われ、ステップS278に記載の現周期P0の実測SAR値67がモニタされ、現周期P0の実測SAR値67がSAR計算部65から処理部70に取り込まれる。
　図3で、生体情報92のモニタ値は生体情報受信部90の出力を表しており、現周期P0の状態では、次に来る周期が次周期P1、さらにその次に来る周期が次々周期P2であり、次周期P1や次々周期P2の生体情報92や実測SAR値67は、実際には現時点では存在していない。これらは将来計測される情報である。
　また生体情報92に基づいて、CPU71はシーケンサ40へ、シーケンサ40の動作を生体情報に同期させるための同期信号を送信する。例えば、タイミングT0で同期信号を送信し、更に次周期P1や次々周期P2、さらにその次の周期において、同期信号がタイミングT1やT2、T3で、CPU71からシーケンサ40へ送信される。以下撮像が終了するまで、この動作が続けられる。この同期信号に基づいて、シーケンサ40は生体情報92に同期したシーケンス動作を行い、前記シーケンス動作に基づく制御信号を傾斜磁場電源32や変調器52、A/D変換器61へ送信する。
　図2に記載のステップS270において具体的に実行される処理である、生体情報92のモニタ処理(ステップS272)や、生体情報92に同期したパルスシーケンスによる印加処理(ステップS274)、SAR予測処理(ステップS276)、実測SARのモニタ(ステップS278)を、図3にタイムテーブルとして記載すると共に、ステップS270に関するCPU71の実行内容の一例を図4に示す。
　現周期P0においてCPU71が動作している場合に、図4に記載のステップS302で現周期P0の生体情報92が取り込まれ、取り込まれた現周期P0の生体情報92または過去から現在までの生体情報92の処理結果に基づき、次周期P1の生体情報92の周期が算出される(ステップS272)。
　ステップS276により、算出された生体情報92の周期に従って次周期P1のSAR予測値270が演算される。本実施例では例えば、現周期P0より以前の過去の周期P-1で、現周期P0が予測演算され、さらに予測演算された現周期P0に基づいて現周期P0のSAR予測値270が演算される。次に現周期P0で次周期P1が予測演算され、予測演算された次周期P1に基づいて次周期P1のSAR予測値270が予測演算される。
　さらに次周期P1で次々周期P2が予測演算され、予測演算された次々周期P2に基づいて次々周期P2のSAR予測値270が予測演算される。このように生体情報92に同期して生体情報92が取り込まれ、取り込まれた生体情報92による次期生体情報92の値の演算やSAR予測値270の演算が行われる。このような処理が生体情報92に同期して行われる。
　上述した現周期P0のSAR予測値270の演算処理や次周期P1のSAR予測値270の演算処理は、さらに次々周期P2のSAR予測値270演算処理には、先に説明した(数4)～(数6)が使用される。(数4)～(数6)のそれぞれのSAR(W/kg)について、6分平均SAR値あるいは10秒平均SAR値で算出される。あるいは6分平均SAR値および10秒平均SAR値で算出される。
　このように処理することにより、生体情報92が変化しても、その変化に対応してSAR予測値270を演算することができ、実測SARが制限範囲を超える事態をより高い精度で防ぐことができる。
　図4のステップS302で、演算されたSAR予測値270がSARの制限条件を超えていないかどうかが、CPU71によって判断される。演算されたSAR予測値270がSARの制限条件内であって制限条件を超えていない場合には、ステップS274が実行され、シーケンサ40から変調器52に、実際の生体情報92に同期した制御信号が送られ、送信コイル54から生体情報92に同期したタイミングでRFパルスが照射される。
またシーケンサ40からA/D変換器61へ生体情報92に同期した制御信号が送られ、生体情報92に同期してNMR信号が取り込まれる。このようにして実際の生体情報92に同期して撮像処理が行われる。
　一方ステップS302において、SAR予測値270がSARの制限条件を超えるとCPU71によって判断された場合には、CPU71の実行が304に移り、ステップS304において対応策が取られる。対応策としては、例えば送信コイル54から出力されるRFパルスの出力を低減しても良いし、あるいは生体情報92の周期の乱れの収まるのを待って生体情報92の周期が長くなった状態で、撮像を行うようにしても良い。他にも対応策は色々考えられます。
　ステップS274で上述したように生体情報92に同期して、撮像が行われると、ステップS278において、実測SAR値67のモニタが行われる。具体的には、SAR計算部65の演算結果である実測SAR値67が実測SAR値67としてCPU71によって取り込まれる。ステップS312で実測SAR値67がSARの制限条件を超えないかどうかが、CPU71によって監視される。実測SAR値67がSARの制限条件を超えるとCPU71によって判断された場合には、ステップS314において、撮影を中断する処理が行われる。
　図4のフローチャートに基づく前記説明は、CPU71の処理動作が現周期P0にあると仮定した場合である。時間が経過してCPU71の処理時点が現周期P0から次周期P1に移ると、CPU71の実行がステップS320に移り、ステップS320でCPU71は、生体情報92の新たな周期の開始と判断し、ステップS322から再びステップS272にCPU71の実行が移る。このようにしてCPU71は、次周期P1でも同様の処理を実行する。CPU71はさらに次々周期P2でも同様の処理を繰り返す。このようにして撮像動作が生体情報92の変化に同期して行われる。
　図4のステップS322で撮像動作を終了すると、ステップS326において、撮像結果や、生体情報92の検出結果や生体情報92の統計処理の結果、演算されたSAR予測値270の結果、さらに実測SAR値67の計測結果、等が磁気ディスク73に記憶され、保存される。ステップS326の後、図2や図3に記載の280が実行されて撮像を終了し、さらに図2のステップS290が実行される。
　(他の実施例1)
　図5は、撮像のためのスキャン実施前のSAR予測演算に関する1つの処理方法を説明するタイムテーブルである。また図6は、図5に記載のタイムテーブルに基づく処理を行うためにCPU71が実行するフローチャートを示し、図2に示すステップS252～ステップS256の代案である。図2に記載のフローチャートの手順と略同じ処理に関する手順は同じ符号を付す。
　ステップS252で撮像条件を設定あるいは以前の設定内容を変更する。ステップS352において、生体情報受信部90から生体情報92が計測される。生体情報92は例えば心電図であり、被検体11の心電図において例えば脈拍の周期などが計測される。ステップS252やステップS352の順番は一例であり、順番が異なっていても良い。
　得られた生体情報92例えば心電図の繰り返し周期をP0(bpm)とする。ステップS354で同期して撮像するために、撮像のための分割数Nを設定する。生体情報92の繰り返し波形に同期して撮像を行うに際し、撮像するのに必要なパルスシーケンス402をN個(Nは自然数)に分割し、S1～SNの複数に分割されたパルスシーケンス403とする。生体情報92の1つの周期での撮像のためのRFパルスの照射パワーは、(数7)のようにN個に分割される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　パルスシーケンスに基づく全体のスキャン時間をScanTime(sec)とすると、分割したパルスシーケンスのスキャン時間は、(数8)のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
各パルスシーケンスの間には、P0(bpm)の間隔401があるので、ある時間内のパルスシーケンスの平均SARは、ある時間内のパルスシーケンスの数をkとして、(数9)のように算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　例えば、分割したパルスシーケンスのSARが3(W/kg)、スキャン時間が0.5(sec)、周期P0が60(bpm)であれば、パルスシーケンス数k＝10となり、10秒平均SARは、(数10)のように算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　上述したように、ステップS362でN回に分割されたパルスシーケンスによる平均のSARを予測するための演算を行う。ステップS256において、演算された平均のSARの予測値がSARの制限値を超えないかどうかをCPU71が判断し、もし平均SARの予測値がSARの制限値を超える場合には、操作者に撮像条件あるいは分割数Nの変更を促すために、CPU71の実行がステップS252へ戻る。一方平均SARの予測値がSARの制限値の範囲内であり、制限値を超えない場合には、撮像を行うために、図2のステップS260へ実行が移る。
　(他の実施例2)
　本発明の他の実施例2は、スキャン実行中のSAR予測に関する内容である。図7のテーブルおよび図8のフローチャートを用いて説明する。なお、図8に記載するフローチャートは、処理内容が実質的には図4に記載のフローチャートと同じである。図4のステップS272に対応するステップS382について本質的な処理内容は同じであるが、ステップS382の処理を再度説明する。さらに図8のステップS384は、基本的に図4に同様の手順が存在するが、図4では説明を省略しているので、ステップS384についても説明する。
　図7に記載のタイムテーブルで、生体情報92の繰り返しの変化に基づいてSARの予測し、次にパルスシーケンスに従って撮像が行われ、さらにこの撮像でのSARの実測が行われる。これらの動作については、図8に示すフローチャートのとおりであり、その具体的な動作は、図4において説明したとおりである。
　今生体情報92の繰り返しの周期の(n-1)番目の周期に同期して、撮像および生体情報92の周期Pn-1の計測が完了し、次の周期であるn番目以降の撮像を行うためのパルスシーケンスのSARを予測する状態と仮定する。なお図で生体情報92の周期(n-1)番目以前のSARは、SAR計算部65をモニタすることにより計測された実測SAR(501)である。生体情報92の周期(n-1)番目と生体情報92の周期Pn＋1番目の間隔503である生体情報92の周期Pnは、計測中であるために未確定の値である。
　図8のステップS382において、直前の生体情報92の周期Pn-1の値を用いて、生体情報92の周期Pnを予測する。例えば生体情報92の周期Pn-1の値を周期Pnとしても良い。次に図4で述べた如く、ステップS276において、先に記載した式を用いて、10秒平均SAR及び、あるいは6分平均SARを算出する。例えば(数11)に基づいて以下のように算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　例えば、分割したパルスシーケンスのSARが2.4(W/kg)、スキャン時間が0.5(sec)、周期Pn-1が80(bpm)であれば、パルスシーケンス数k＝13となり、10秒平均SARは、(数12)のように算出される。なお、モニタでの実測SARを含めた10秒平均SAR及び6分平均SARを求める方法もある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　上述のようにして生体情報92の次の周期の10秒平均SARの予測値及び6分平均SARの予測値を算出する。次の既に説明したステップS302を実行し、ステップS274で生体情報92の周期Pnにおけるパルスシーケンスの動作により、撮像を行う。さらにステップS322からステップS384に実行が移り、周期に割り付けられた順番Nを更新することにより、次の生体情報92の周期に対して同様の処理が行われる。
　(他の実施例3)
　本発明の実施例3は、スキャン実行中のSAR予測に関する内容である。図9を用いて説明する。図9は、周期(n-1)番目の同期計測が完了し、n番目以降のパルスシーケンスのSARを予測する図である。周期(n-1)番目以前のSARは、モニタでの実測SAR(601)である。周期(n-1)番目と周期(n＋1)番目との間の間隔603である生体情報92の周期Pnは計測中の周期であるために未確定の値である。直前の生体情報の周期の変化量(Pn-1-Pn-2)の値から、周期Pnを例えば(数13)を用いて算出し、平均SARを(数14)を用いて算出する。この(数13)で周期の変化量(Pn-1～Pn-2)は上述したとおり、前周期Pn-1と前々周期Pn-2との変化を算出する項である。すなわち前周期Pn-1を前周期Pn-1と前々周期Pn-2との変化で補正する。このようにしてこれから撮像しようとする次の周期をより高い精度で予測することができ、SARの予測値の予測精度を向上することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　例えば、分割したパルスシーケンスのSARが2.1(W/kg)、スキャン時間が0.5(sec)、前周期Pn-1が90(bpm)、前々周期Pn-2が80(bpm)であれば、Pnは100(bpm)、パルスシーケンス数k＝26となり、10秒平均SARは(数15)のように算出される。なお、モニタで実測したSAR(601)を含めた、10秒平均SAR及び6分平均SARを求める方法もある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
　本実施例に関するフローチャートは記載を省略するが、図4や図8で説明したフローチャートの処理方法で本実施例の処理を行うことができる。例えば図4のステップS272や図8のステップS382において、上述した周期の変化量(Pn-1-Pn-2)に基づき、過去の生体情報92の周期の実測値から生体情報92周期の傾向、例えば前周期と前々周期の変化量を求め、この変化量に基づいてこれから撮像を行う周期Pnを算出する。図4や図8において、他のステップはそのまま称することが可能である。
　(他の実施例4)
　本発明の実施例4は、スキャン実行中のSAR予測に関する内容である。実施例3と同様に図9を用いて説明する。また実行するフローチャートは、既に説明した図4に示すフローチャートである。図4に記載のフローチャートのステップS272において、次の処理により、これから計測を行う周期である周期Pnを算出する。
　ステップS272における処理は次のとおりである。生体情報92の周期に関して統計データから周期Pの平均値とPの標準偏差の2倍との和により安全マージンを持たせて、これから撮像を行う周期Pnを(数16)を用いて算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
　さらに、平均SARを算出する。例えば、分割したパルスシーケンスのSARが2.4(W/kg)、スキャン時間が1(sec)、周期Pの平均値が90(bpm)、周期Pの標準偏差が2.5であれば、周期Pn＝95、パルスシーケンス数k＝15となり、10秒平均SARは、(数17)のように算出される。なお、モニタでの実測SARを含めた、10秒平均SAR及び6分平均SARを求める方法もある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
　(他の実施例5)
　本発明の他の実施例5について図10に記載のタイムテーブルと図11に記載のフローチャート、および図12に記載のディスプレイ74に表示される表示画面を用いて説明する。図10は、図1から図4を用いて上述した一実施例および上述した他の実施例1～4において生体情報92を用いてSARを予測し、予測したSARが制限を超過すると判断された場合に撮像のためのパルスシーケンスの一時停止、すなわちMRI装置10のスキャン動作を一時停止する一例を表したタイムテーブルである。
　上述した実施例および他の実施例1から4の何れに対しても同様に次に説明する撮像の停止処理あるいは撮像の再開処理が適用可能であるが、代表して図7および図8に記載の実施例を用いて具体的に説明する。被検体11は健康を害しているために生体情報92が非常に不安定な状態の場合がある。例えば心臓疾患のために心臓の動きに同期して心臓の断面画像あるいは心臓の血管の状態を表す血管画像を撮像する場合がある。心臓の動きの情報として心電図が用いられるが、心電図が乱れることが起こり得る。心電図に同期して撮像を行う場合に心臓の動きが急に早まると、心電波形に同期して照射されるRFパルスの照射間隔が急に短くなり、SARの予測値が急に増加することがある。このような場合にSARの予測値が制限値を超える場合が起こり得る。
　図8に記載のフローチャートのステップS382において、図10に記載の過去の周期P1あるいは図示されていないがそのさらに前の周期情報から、撮像を行う周期P2を予測し、予測した周期P2を基に、図8のステップS276で、SARを予測する演算処理が行われる。図8に記載のステップS302で、SARの予測値が制限値を超えるかどうかがCPU71により判断され、SARの予測値が制限値を超えると判断される場合には、ステップS304が実行される。図8に記載のステップS304の具体的な処理内容の一例を図11に示す。
　SARの予測値が制限値を超えると判断される場合には、図11に記載のステップS304を構成するステップS402において、RFパルスの照射を停止するためにシーケンサ40の動作に基づくパルスシーケンスの動作がCPU71の動作により停止される。またステップS404で、なぜパルスシーケンスの動作が停止されたか、さらにSARの予測値が制限値を超えることさらに、例えは予測演算された周期短縮方向に変化することが、ディスプレイ74の状態表示領域702に表示される。
　ディスプレイ74に表示される操作画像700の一例を図12に記載する。この操作画像700は撮像途中のMRI画像と同時にディスプレイ74に表示しても良い。操作画像700に状態表示領域702が設けられ、スキャンの停止状態等のスキャン状態や、スキャン停止の理由などがこの状態表示領域702に表示される。さらにディスプレイ74には、生体情報表示領域712が設けられ、計測された生体情報92の波形や生体情報92の予測に基づく波形が表示される。
　一例として生体情報92の計測の現在時点がマーク722で表示されマーク722より過去のグラフが計測結果に基づいて表示される。さらにマーク722より将来方向には過去の生体情報92の計測値から予測演算したグラフが表示される。過去の計測結果に基づく生体情報92のグラフには、実行されたスキャンタイミングがマーク732により表示される。さらに生体情報92の予測演算に基づくグラフには、もし実行される場合の次のスキャンタイミングがマーク734により表示される。
　マーク734は操作者がスキャン再開を判断するのに役立つ。
　また操作画像700には、撮像動作再開の操作を行うための表示740、例えば操作ボタンが表示されており、表示740を選択することにより、MRI装置10に対して、撮像動作再開の指示を入力することができる。さらに生体情報92の状態を表す生体情報表示領域712の近傍に、現在のSAR値の予測値や、過去あるいは現在のSAR値の実測値や、SARの制限値を表示するSAR表示領域704が設けられている。
　操作者は、ディスプレイ74から提供される情報などを参考として、撮像動作再開の指示を、表示740を選択することにより行う。CPU71はステップS406において、操作者からの再開の指示を待ち、再開の指示があると、CPU71はステップS412で、周期的に変化する生体情報92の実測値に基づいて、撮像再開されることになるマーク734で示される周期の長さ(本明細書では周期の長さを単に周期と記載する場合がある)を演算する。ステップS414で、演算された周期の値を基に、CPU71はSARの予測値を演算する。CPU71によるステップS416の実行により、SARの予測値が制限値内の条件を満たすかどうかが判断される。制限値内の条件を満たす場合は、ステップS418で撮像のためのスキャンを再開する内容の表示を図12の操作画像700に行う。さらにステップS418の後、ステップS274が実行され、撮影が再開される。続いて図8に記載のステップS278が実行され、以下図8のフローチャートが実行される。
　図11に記載のステップS416の実行で、SARの予測値が制限値内との条件を満たさない場合には、CPU71の実行が再びステップS416からステップS404に移り、SARの予測値が撮像再開の条件を満たさない理由がディスプレイ74に表示される操作画像700の状態表示領域702に表示される。
　図12に記載する操作画像700において、生体情報92を表すグラフで、実測データに基づくグラフと、予測演算に基づくグラフを色分けして表示しても良い。また生体情報92のグラフにおいて、撮像のためのスキャンが停止された区間を異なる色で表示することにより、スキャンが実行されなかったことが分かるように強調表示しても良い。さらに演算されたSARの予測値が制限値を超える区間は色を変えるなど強調表示してもよい。
　(他の実施例6)
　本発明の実施例6についてタイムテーブルを表す図13や、具体的なフローチャートを示す図14や、ディスプレイ74に表示される操作画像700を示す図15を用いて説明する。本実施例は、上述した実施例や他の実施例1から5のそれぞれにおいて、生体情報92を用いてSARを予測し、予測したSARが制限を超過したときに印加をキャンセルする例を表した図である。生体情報の変化によってSAR制限超904となると予測したとき、印加キャンセル905を行う。
　CPU71は、生体情報を用いたSAR予測906を続け、SAR予測値が制限内に入ると判断したとき、パルスシーケンスの動作を印加再開907する。図15に記載の操作画像700の状態表示領域702に、上述した一時停止を行う場合に、その内容を表示する。操作画像700の生体情報表示領域712に生体情報92の波形を表示し、SARの予測値が制限値を超えると処理部70が判断した区間は色を変えるなど強調表示する。この表示はスキャンが実行されなかったことを示す機能も果たす。また、操作画像700の状態表示領域702には再開条件を合わせて表示する。このような表示を行うことにより、MRI装置10の操作者は的確に撮像の実行状態、例えばスキャン状態を把握することが可能となる。
　前記動作をCPU71が実行するためのフローチャートを図14に記載する。なお他の図面と同じ参照符号を付した手順は、それぞれ略同様の処理を行い、略同様の効果を奏する。図8に記載のステップS382では、これからパルスシーケンスに基づく処理を行おうとする生体情報92の周期についてその周期長を予測演算し、続いて予測演算した周期に基づきステップS276で、SARを予測する演算する。ステップS276において、予測演算したSARの値が、制限値を超えるかどうかをステップS302でCPU71が判断する。予測演算したSARの値が制限値を超えると判断された場合に、図14に記載のステップS402が実行され、パルスシーケンス動作が停止する。このことにより、被検体11に対して照射されていたRFパルスの照射が停止する。
　ステップS432では、上述したように図15に記載の、操作画像700の状態表示領域702に、スキャン動作の一時停止および、自動再開条件が表示される。この例では、自動再開条件として、SARの予測値が制限条件を満たすことにより撮像動作であるスキャン動作を再開することが表示される。さらにSAR表示領域704には現在のSARの予測演算値である120(bpm)が、制限値100(bpm)と対比して表示される。
　ステップS434で、さらにその次の周期に対するSARの予測演算タイミングに達したかどうかを判断する。生体情報92の変化に同期して撮像動作である、パルスシーケンスの動作に基づくスキャン動作が行われるので、前記SARの予測演算は略生体情報92の変化に同期するように行われる。このため、ステップS434で次の周期のSARの予測演算タイミングになったかどうかが判断される。
　次の周期のSARの予測演算タイミングになった状態で、ステップS436で次の周期の長さが予測演算される。この演算方法は、上述した(数13)に基づいて演算しても良い、また上述した他の方法でも良い。次に演算された周期長の予測値に基づいて、ステップS414でSARの予測値を演算する。ステップS416でCPU71はSARの予測値が制限値の範囲内かどうかを判断する。SARの予測値が制限値の範囲内の場合に、ステップS418で撮像の再開、すなわちスキャンの再開を、図15の操作画像700の状態表示領域702に表示し、ステップS274を実行する。以下既に図8等で説明したとおりである。
　もしステップS416で、SARの予測値が制限値を超えると判断した場合には、CPU71の実行がステップS416からステップS432に移り、操作画像700の状態表示領域702に次の周期でも、SARの予測値が制限値を超える内容の表示が行われる。ステップS434で、生体情報92の変化とステップS436やステップS414での、生体情報92の計測やSAR予測値の演算のタイミングの調整が、行われ、さらにその次の周期に関する処理が繰り返し行われる。
　被検体11の疾患のために、生体情報92の変化の周期が色々変化する場合に、本実施例では、自動的にSARの予測値が制限値の範囲内かどうかが判断され、さらにその結果に基づいて、撮像の一時停止や撮像の再開がCPU71により行われるので、MRI装置10の操作性が向上する。また信頼性の高い撮像動作が可能となる。ただし、完全にCPU71が自動的に行う方法だけでなく、CPU71に対して確認の指示を行って再開の処理を行うようにしても良い。多くの部分をCPU71が行うので、操作者の負担が大幅に低減される。
(他の実施例7)
　本発明の他の実施例7について図16乃至図18を用いて説明する。図16は、上述した実施例および他の1～4において生体情報を用いてSARを予測し、予測したSARが制限を超過したときに、SARの制限を超過しないような撮像パラメータすなわち撮像条件に変更し、スキャンを続行する例を表した図である。なおこの実施例では自動的に撮像条件を変更する例に限るものではなく、CPU71の変更案に対して操作者が確認操作を行うようにしても良い。またCPU71が複数の変更案を提示し、操作者が選択することにより新たな撮像条件を決定するようにしても良い。
　生体情報の変化によってSARの予測値がSAR制限超1104となる。CPU71がSARの予測値を演算し、さらに演算したSARの予測値がSARの制限値を超えると予測したとき、CPU71は、SARの予測値がSAR制限内となるシーケンスパラメータすなわち撮像条件を演算し、撮像条件であるパラメータの変更1105を行う。ここで撮像条件であるシーケンスパラメータの変更は、CPU71が自動的に行っても良いし、CPU71の変更内容をディスプレイ74の操作画像700に表示し、操作者が確認することにより変更するようにしても良い。さらに、CPU71が変更案を提示し、操作者が選択することにより、新たな撮像条件であるシーケンスパラメータを決定する方法で変更しても良い。
　変更した新たな撮像条件であるシーケンスパラメータでパルスシーケンスの動作の続行であるパルスシーケンスでの印加続行1106を行う。変更したシーケンスパラメータは、操作者であるオペレータに分り易いように、情報ダイアログウィンドウとして例えば図19に示す操作画像700のエリア706に表示する。エリア706には、一例として変更したシーケンスパラメータと、SAR緩和の割合とが、表示される。さらに操作画像700には、上述した例と同様に生体情報92の波形が生体情報表示領域712に表示され、シーケンスパラメータを変更した区間、例えばマーク734で示される区間は色を変えるなど強調表示し、SARを緩和してスキャン実行したことを示す。
　図16に記載のタイムテーブルの動作を実施するためのCPU71の動作手順を図17に示す。図4や図8で説明したステップS302で、SARの予測値が制限を超える場合に、CPU71の実行はステップS302からステップS304に移動する。ステップS302を構成するステップS402で、パルスシーケンスの動作を停止し、ステップS502で撮像条件であるパルスシーケンスのパラメータを変更する。このステップS502では、図17のパラメータ変更1105で説明した如く、シーケンスパラメータをCPU71が自動的に変更しても良いし、CPU71が変更案を提案し、操作者が選択するなどの操作者の指示に基づく変更であっても良い。なお、CPU71が完全に自動的にシーケンスパラメータを変更する場合には、ステップS504やステップS416が無くてもよい場合がある。しかし、完全に自動的にシーケンスパラメータを変更する場合であってもステップS504やステップS416を行うことで、信頼性が向上する。またもし操作者の指示が加わる場合には、ステップS504やステップS416を行うことで、より信頼性が向上する。
　ステップS504で変更された撮像条件である変更されたシーケンスパラメータに基づいて、SARの予測値を演算する。演算されたSARの予測値が制限値を超えないかどうかをステップS416で判断し、演算されたSARの予測値が制限値を超えない場合には、CPU71の実行がステップS416からステップS512に移る。ステップS512では、図18のエリア706に上述したように新たなシーケンスパラメータを表示し、ステップS274に実行が移り、新たなシーケンスパラメータで撮像動作が再開される。以下上述した手順でCPU71の制御に従って撮像動作が推進される。
　ステップS502で変更したシーケンスパラメータで以後撮像動作を続けても良いが、変更したシーケンスパラメータを元に戻すようにしても良い。変更したシーケンスパラメータを元に戻す処理は、ステップS520で示す手順で行われる。ステップS302でSARの予測値が制限範囲内の場合には、ステップS520がCPU71によって実行され、ステップS522でシーケンスパラメータが変更されている状態かどうかが判断される。シーケンスパラメータが変更されている状態でなければ、520においてシーケンスパラメータを元に戻す処理を行わなくても良いので、ステップS522からCPU71の実行がステップS274に移り、撮像動作を推進する。
　一方シーケンスパラメータが変更されている状態の場合には、ステップS524で元に戻すかどうかの指示を要求する表示を操作画像700に行い、ステップS526で操作者の指示を判断する。操作者の指示がシーケンスパラメータの変更を元に戻さないで、変更されたシーケンスパラメータを使用して撮像を続ける指示であれば、ステップS526からCPU71の実行がステップS274に移り、変更されたシーケンスパラメータで撮像動作を続ける。
　操作者の指示がシーケンスパラメータの変更を元に戻す内容の指示であれば、ステップS532で、シーケンスパラメータを元に戻した撮像条件に従ってSARの予測値を演算して、演算結果のSARの予測値が制限値を超えるかどうかを判断する。ステップS532の判断で、シーケンスパラメータを元に戻した撮像条件によるSARの予測値が制限内の場合には、ステップS536でシーケンスパラメータが元の値に戻される。また元に戻したことがステップS536で操作画像700に表示される。一方シーケンスパラメータを元に戻した撮像条件によるSARの予測値が制限を超える場合には、ステップS534でシーケンスパラメータを元に戻さない処理を行い、その旨を操作画像700に表示する。この場合には、つぎの周期に同期した処理で再びステップS520が実行され、シーケンスパラメータを元に戻すかどうかの処理が行われる。
　(他の実施例8)
　図19はさらに他の実施例である。SARの予測値が制限値を超える場合の対応について、図14に記載の方法であるステップS572(図19参照のこと)と、図18に記載の方法であるステップS574(図19参照のこと)とを既に説明した。ステップS572とステップS574との処理にはそれぞれ特有の利点があり、これらの方法を使い分けることで、より大きな効果を奏することができる。これらの使い分けの判断の一例を図19のステップS570に示す。
　ステップS402でパルスシーケンス動作を停止し、ステップS570を実行することにより、ステップS572とステップS574とのどちらを実行するかが判断される。ステップS570のステップS552で生体情報92の状態を解析する。例えば生体情報92の周期長が変動しているのか、安定しているのか。さらにSARの予測値がSARの制限値のぎりぎりの状態で、生体情報92の周期が繰り返されるのか、SARの予測値がSARの制限値を大きく超えた状態で生体情報92の周期が繰り返されるのかを、CPU71が判断する。
　ステップS552でのCPU71のこのような解析結果により、CPU71が、生体情報92の周期変化が短期間に元の状態に戻ると判断した場合には、図14を用いて説明したステップS572を選択する。ステップS572を選択する場合としては、例えば不整脈のため、一時的に心電波形の周期が乱れた場合がある。
　ステップS552でのCPU71の上記解析結果により、生体情報92の周期が短期間に元の状態に戻らないと判断した場合には、図18で説明したステップS574が選択されて、シーケンスパラメータを変更する方法が実行される。この状態の例としては、心臓の脈拍が徐々に上昇し、その結果SARの予測値が制限値を超える状態となった場合である。この場合には心臓の脈拍の上昇が簡単には低下しないと判断して、ステップS574により、シーケンスパラメータが変更されて、撮像が実行される。この場合にステップS520の処理を行っても良いし、行わなくても良い。
　ステップS572やステップS574の詳細は、既に説明済であり、説明を省略する。
なお、ステップS572あるいはステップS574の選択の状態は、ステップS572あるいはステップS574の実行の中で、例えばステップS432あるいはステップS502において操作画像700の状態表示領域702に表示される。これにより、操作者は状況を正確にしかも的確に把握でき、信頼性の高い操作が行われる。
　以上、本発明の実施例を述べたが、本発明はこれらに限定されるものではない。
　10　MRI装置、11　被検体、20　静磁場空間、30　傾斜磁場発生部、31　傾斜磁場コイル、32　傾斜磁場電源、40　シーケンサ、50　高周波磁場発生部、51　高周波発振器、52　変調器、53　高周波増幅器、54　送信コイル、60　信号検出部、61　A/D変換器、62　直交位相検波器、63　信号増幅器、64　受信コイル、65　SAR計算部、70　処理部、71　CPU、72　メモリ、73　磁気ディスク、74　ディスプレイ、80　操作部、81　トラックボール、マウス又はパッド、82　キーボード、90　生体情報受信部。

Claims (15)

  1. 　被検体を収容する空間に静磁場を発生させる静磁場発生部と、
    　前記静磁場へ重畳して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生部と、
    　前記被検体へ照射するための高周波磁場を発生させる高周波磁場発生部と、
    　前記傾斜磁場の発生および前記高周波磁場の発生をパルスシーケンスに従って制御するシーケンサと、
    　核磁気共鳴信号を検出する信号検出部と、
    　SARの予測値を演算する制御部と、
    　前記被検体の生体情報を受信する生体情報受信部と、を備え、
    　前記シーケンサは、前記生体情報に同期して前記傾斜磁場の発生および前記高周波磁場の発生を制御し、
    　前記制御部は、前記生体情報の周期の長さに基づいて、SARの予測値を演算して前記SARの予測値が制限値を超えないかを判断し、
    　前記SARの予測値が前記制限値を超えないとの前記制御部の判断に基づいて、前記傾斜磁場の発生および前記高周波磁場の発生が制御されて撮像動作が行われ、前記信号検出部で検出された前記核磁気共鳴信号に基づいてMRI画像が生成される、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に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    　前記制御部は、次に撮像動作が行われる周期の長さを演算して求め、
    　前記制御部は、さらに求めた前記周期の長さに基づいて、前記次に撮像動作を行う周期におけるSARの予測値を演算し、
    　演算された前記SARの予測値に基づいて、前記SARの予測値が前記制限値を超えないかどうかの前記判断が行われる、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  3. 　請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    　前記制御部は、受信した生体情報に基づき、生体情報の周期に関する変化を演算により求め、受信した生体情報と前記演算した前記周期の変化に基づいて、次に撮像動作が行われる周期の長さを演算する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  4. 　請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    　前記制御部は、受信した生体情報の統計処理により、次に撮像動作が行われる周期の長さを演算し、演算した前記周期の長さに従って前記SARの予測値を演算して求める、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  5. 　請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    　撮像動作を何回の前記生体情報の周期に分けて行うかの回数Nの設定を受け、前記制御部は、N回に分割された撮像動作の各周期での前記高周波磁場発生部の照射パワーを演算し、
    　さらに前記制御部は、演算された前記照射パワーに基づいて分割された各周期での前記SARの予測値を演算し、前記演算した前記SARの予測値に従って前記撮像動作を行う、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  6. 　請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    　前記SARの予測値が前記制限値を超えないかどうかの判断が前記制御部によって行われ、前記SARの予測値が前記制限値を超える場合に、前記撮像動作が停止され、
    　前記制御部は、前記撮像動作の再開の指示に従って、前記撮像動作を再開する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  7. 　請求項6に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記制御部は、前記撮像動作の再開予定の周期の長さを予測演算し、求められた周期の長さの予測演算値に基づいて、再開予定の周期に関するSARの予測値を演算し、演算された前記SARの予測値が前記制限値を超えない場合に、前記撮像動作を再開する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  8. 　請求項6に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    　ディスプレイがさらに設けられ、前記ディスプレイには、生体情報表示領域が設けられて前記生体情報表示領域には、生体情報の波形が表示され、
    　さらに前記ディスプレイには、前記再開の指示を行うための操作用表示が表示され、前記操作用表示が操作されることにより、前記撮像動作の前記再開の指示が入力される、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  9. 　請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    　演算された前記周期の変化に基づいて、次に撮像動作が行われる周期の長さが演算され、
    　演算された次に撮像動作が行われる前記周期の長さに従って次に撮像動作が行われる周期に関する前記SARの予測値が演算され、
    　演算された前記SARの予測値が前記制限値を超えるかどうかの判断が行われ、
    　前記SARの予測値が前記制限値を超えない場合には、前記次に撮像動作が行われる周期の撮像動作が行われ、
    　演算された前記SARの予測値が前記制限値を超える場合には、前記撮像動作が中断され、
    　さらにその次の周期の長さが演算され、演算された前記その次の周期の長さに基づいて、前記その次の周期のSARの予測値が演算されて、演算された前記その次の周期のSARの予測値が前記制限値を超えるかどうかの判断が行われ、
    　このようにして、前記生体情報の周期に対応して順に前記SARの予測値が前記制限値を超えるかどうかの判断が行われ、前記SARの予測値が前記制限値を超えない周期において、撮像動作が再開される、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  10. 　請求項9に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    　さらにディスプレイが設けられ、前記ディスプレイに生体情報表示領域とSAR表示領域とが設けられ、前記生体情報表示領域に生体情報が表示され、前記SAR表示領域に演算された前記SARの予測値が表示される、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  11. 　請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    　前記SARの予測値が前記制限値を超えないかどうかの前記判断が前記制御部によって行われ、前記SARの予測値が前記制限値を超える場合に、前記撮像動作が停止され、
    　前記制御部は、撮像のためのシーケンスパラメータを変更し、変更した前記シーケンスパラメータに基づいて撮像動作が再開される、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  12. 　請求項11に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    　さらにディスプレイが設けられ、前記ディスプレイに変更前の前記シーケンスパラメータと変更後の前記シーケンスパラメータとが表示される、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  13. 　請求項11に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記変更されたシーケンスパラメータによる撮像動作において、前記変更前のシーケンスパラメータによるSARの予測値が前記制限値を超えないかどうかの判断が行われ、前記変更前のシーケンスパラメータによる前記SARの予測値が前記制限値を超えない場合に、前記シーケンスパラメータが前記変更前の前記シーケンスパラメータに戻される、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  14. 　請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    　前記SARの予測値が前記制限値を超えないかどうかの判断が前記制御部によって行われ、前記SARの予測値が前記制限値を超える場合に、前記撮像動作が停止され、
    　前記制御部は、前記生体情報の状態に基づいて、前記SARの予測値が前記制限値を超えないようにするために、撮像のためのシーケンスパラメータを変更する第1の対策処理を行うか、前記生体情報の周期の長さが変わることにより前記SARの予測値が前記制限値を超えない状態となるのを待つ第2の対策処理を行うかを判断し、
    　前記制御部が第1の対策処理を選択した場合に、前記制御部が前記撮像のためのシーケンスパラメータを変更して撮像動作を再開し、
    　前記制御部が第2の対策処理を選択した場合に、前記制御部が前記生体情報の周期の長さを予測して前記SARの予測値を演算し、演算した前記SARの予測値が前記制限値を超えないかの判断処理を繰り返し、前記SARの予測値が前記制限値を超えないとの判断結果に基づいて、撮像動作を再開する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  15. 　被検体を収容する空間に静磁場を発生させるステップと、
    　前記静磁場へ重畳して傾斜磁場を発生させるステップと、
    　前記被検体へ照射するための高周波磁場を発生させるステップと、
    　前記被検体が発生する核磁気共鳴信号を検出するステップと、
    　前記被検体の生体情報を受信するステップと、
    　受信した前記生体情報に同期して、前記傾斜磁場の発生および前記高周波磁場の発生を制御するステップと、
    　前記生体情報に同期して、前記生体情報の周期の長さを予測すると共に予測した前記生体情報の周期の長さに基づいて、SARの予測値を演算し、演算した前記SARの予測値が制限値を超えないことを判断して撮像動作を行うステップとを、備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置の制御方法。
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