JP3858194B2 - Mri装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、共鳴周波数変動補正方法およびMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置に関し、更に詳しくは、磁場変動に起因する周波数ドリフトであって時間変化の遅い周波数ドリフトおよびスライス方向の周波数ドリフトおよび時間変化の速い周波数ドリフトの全てに対応可能な共鳴周波数変動補正方法およびMRI装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
第1の従来技術として、特開平1−141656号公報には、位相エンコード量の異なるイメージング用パルスシーケンスを複数回繰り返してk空間を埋めるイメージング用データを収集する時に補正用データをも収集し、その収集した補正用データに基づいて静磁場コイルの電流量を調節する等して磁場変動に起因する周波数ドリフト(共鳴周波数変動)を補正する技術が開示されている。
【0003】
第2の従来技術として、特許第2528864号公報には、複数点の静磁場強度を計測して記憶しておき、その静磁場強度によりイメージング用データに位相補正演算を施す技術が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記第1の従来技術では、ある回のイメージング用パルスシーケンスの時に収集した補正用データに基づく補正は、処理時間的に当該回のイメージング用データに対しては間に合わず、次回のイメージング用データ位から有効になるため、時間変化の遅い周波数ドリフトへの対応には問題がないが、時間変化の速い周波数ドリフトへの対応には問題がある。
【0005】
上記第2の従来技術では、ある回のイメージング用パルスシーケンスの時に収集した補正用データに基づいて当該回に収集したイメージング用データを補正できるため、時間変化の速い周波数ドリフトにも対応できるが、データ収集後の処理であるため、スライス面内での補正のみ有効であり、スライス方向の周波数ドリフトには対応できない問題点がある。
【0006】
そこで、本発明の目的は、時間変化の遅い周波数ドリフトおよびスライス方向の周波数ドリフトおよび時間変化の速い周波数ドリフトの全てに対応可能な共鳴周波数変動補正方法およびMRI装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
第1の観点では、本発明は、位相エンコード量の異なるイメージング用パルスシーケンスを複数回繰り返してk空間を埋めるイメージング用データを収集する時に毎回共鳴周波数変動量をも測定し、前記共鳴周波数変動量が閾値より小さい場合は周波数変動補正を行い、前記共鳴周波数変動量が閾値より小さくない場合は周波数変動補正を行わずに該共鳴周波数変動量または共鳴周波数を当該回のイメージング用データと対応させて記憶しておき、k空間を埋める各イメージング用データを収集後に、ある位相エンコード量のイメージング用データに対応して共鳴周波数変動量または共鳴周波数が記憶されている場合は該イメージング用データに補正演算を施すことを特徴とする共鳴周波数変動補正方法を提供する。
共鳴周波数変動量が閾値より小さい場合は、時間変化の速い周波数ドリフトではないから、当該回のイメージング用データに対して必ずしも補正を行わなくても次回のイメージング用データ位から補正が有効になれば足る。よって、周波数変動補正さえ行えば良く、共鳴周波数変動量または共鳴周波数を記憶しておく必要はない。他方、共鳴周波数変動量が閾値より小さくない場合は、時間変化の速い周波数ドリフトであるから、当該回のイメージング用データに対しても補正を行う必要がある。よって、共鳴周波数変動量または共鳴周波数を記憶しておき、それを基に補正演算を施せばよい。
上記第1の観点による共鳴周波数変動補正方法は、上記原理を実現したものであり、時間変化の遅い周波数ドリフトには周波数変動補正を行い、これによってスライス方向の周波数ドリフトにも対応可能となる。他方、時間変化の速い周波数ドリフトには、後から補正演算を施すので、当該回のイメージング用データに補正することが可能となる。なお、後から補正演算を施す場合には、周波数変動補正を行わず、制御を簡単化している。
【0008】
第2の観点では、本発明は、位相エンコード量の異なるイメージング用パルスシーケンスを複数回繰り返してk空間を埋めるイメージング用データを収集する時に毎回共鳴周波数変動量をも測定し、周波数変動補正を行い、前記共鳴周波数変動量が閾値より小さくない場合は該共鳴周波数変動量または共鳴周波数を当該回のイメージング用データと対応させて記憶しておき、k空間を埋める各イメージング用データを収集後に、ある位相エンコード量のイメージング用データに対応して共鳴周波数変動量または共鳴周波数が記憶されている場合は該イメージング用データに補正演算を施すことを特徴とする共鳴周波数変動補正方法を提供する。
上記第2の観点による共鳴周波数変動補正方法は、先述の原理を実現したものであり、時間変化の遅い周波数ドリフトには周波数変動補正を行い、これによってスライス方向の周波数ドリフトにも対応可能となる。他方、時間変化の速い周波数ドリフトには、後から補正演算を施すので、当該回のイメージング用データに補正することが可能となる。なお、後から補正演算を施す場合でも、周波数変動補正を行うので、スライス方向の周波数ドリフトに常に対応可能となる。
【0009】
第3の観点では、本発明は、位相エンコード量の異なるイメージング用パルスシーケンスを複数回繰り返してk空間を埋めるイメージング用データを収集する時に複数回に1回共鳴周波数変動量をも測定し、前記共鳴周波数変動量が閾値より小さい場合は周波数変動補正を行い、前記共鳴周波数変動量が閾値より小さくない場合は周波数変動補正を行わずに該共鳴周波数変動量または共鳴周波数を複数回のイメージング用データと対応させて記憶しておき、k空間を埋める各イメージング用データを収集後に、ある位相エンコード量のイメージング用データに対応して共鳴周波数変動量または共鳴周波数が記憶されている場合は該イメージング用データに補正演算を施すことを特徴とする共鳴周波数変動補正方法を提供する。
上記第3の観点による共鳴周波数変動補正方法は、先述の原理を実現したものであり、時間変化の遅い周波数ドリフトには周波数変動補正を行い、これによってスライス方向の周波数ドリフトにも対応可能となる。他方、時間変化の速い周波数ドリフトには、後から補正演算を施すので、当該回のイメージング用データに補正することが可能となる。なお、後から補正演算を施す場合には、周波数変動補正を行わず、制御を簡単化している。また、イメージング用パルスシーケンスの複数回に1回だけ共鳴周波数変動量を測定するので、全体のスキャン時間を短縮可能となる。
【0010】
第4の観点では、本発明は、位相エンコード量の異なるイメージング用パルスシーケンスを複数回繰り返してk空間を埋めるイメージング用データを収集する時に複数回に1回共鳴周波数変動量をも測定し、周波数変動補正を行い、前記共鳴周波数変動量が閾値より小さくない場合は該共鳴周波数変動量または共鳴周波数を複数回のイメージング用データと対応させて記憶しておき、k空間を埋める各イメージング用データを収集後に、ある位相エンコード量のイメージング用データに対応して共鳴周波数変動量または共鳴周波数が記憶されている場合は該イメージング用データに補正演算を施すことを特徴とする共鳴周波数変動補正方法を提供する。
上記第4の観点による共鳴周波数変動補正方法は、先述の原理を実現したものであり、時間変化の遅い周波数ドリフトには周波数変動補正を行い、これによってスライス方向の周波数ドリフトにも対応可能となる。他方、時間変化の速い周波数ドリフトには、後から補正演算を施すので、当該回のイメージング用データに補正することが可能となる。なお、後から補正演算を施す場合でも、周波数変動補正を行うので、スライス方向の周波数ドリフトに常に対応可能となる。また、イメージング用パルスシーケンスの複数回に1回だけ共鳴周波数変動量を測定するので、全体のスキャン時間を短縮可能となる。
【0011】
第5の観点では、本発明は、位相エンコード量の異なるイメージング用パルスシーケンスを複数回繰り返してk空間を埋めるイメージング用データを収集する時に毎回共鳴周波数変動量をも測定し、周波数変動補正を行い、前記共鳴周波数変動量または共鳴周波数を当該回のイメージング用データと対応させて記憶しておき、k空間を埋める各イメージング用データを収集後に、イメージング用データに補正演算を施すことを特徴とする共鳴周波数変動補正方法を提供する。
上記第5の観点による共鳴周波数変動補正方法は、先述の原理を実現したものであり、周波数変動補正を行うと共に後から補正演算をも施すので、時間変化の遅い周波数ドリフトにも時間変化の速い周波数ドリフトにも対応可能となる。
【0012】
第6の観点では、本発明は、位相エンコード量の異なるイメージング用パルスシーケンスを複数回繰り返してk空間を埋めるイメージング用データを収集する時に複数回に1回共鳴周波数変動量をも測定し、周波数変動補正を行い、前記共鳴周波数変動量または共鳴周波数を複数回のイメージング用データと対応させて記憶しておき、k空間を埋める各イメージング用データを収集後に、イメージング用データに補正演算を施すことを特徴とする共鳴周波数変動補正方法を提供する。
上記第6の観点による共鳴周波数変動補正方法は、先述の原理を実現したものであり、周波数変動補正を行うと共に後から補正演算をも施すので、時間変化の遅い周波数ドリフトにも時間変化の速い周波数ドリフトにも対応可能となる。
【0013】
第7の観点では、本発明は、上記構成の共鳴周波数変動補正方法において、共鳴周波数を測定し、その共鳴周波数と一定の共鳴周波数の差を、前記共鳴周波数変動量とすることを特徴とする共鳴周波数変動補正方法を提供する。
上記第7の観点による共鳴周波数変動補正方法では、測定した共鳴周波数と一定の共鳴周波数の差を共鳴周波数変動量とするので、共鳴周波数変動量から共鳴周波数を容易に求められる。
【0014】
第8の観点では、本発明は、上記構成の共鳴周波数変動補正方法において、共鳴周波数を測定し、その共鳴周波数と前回測定した共鳴周波数の差を、前記共鳴周波数変動量とすることを特徴とする共鳴周波数変動補正方法を提供する。
上記第8の観点による共鳴周波数変動補正方法では、測定した共鳴周波数と前回測定した共鳴周波数の差を共鳴周波数変動量とするので、変化の大きさを把握しやすくなる。
【0015】
第9の観点では、本発明は、上記構成の共鳴周波数変動補正方法において、閾値を固定値とすることを特徴とする共鳴周波数変動補正方法を提供する。
上記第9の観点による共鳴周波数変動補正方法では、閾値を固定値とするので、処理が簡単になる。
【0016】
第10の観点では、本発明は、上記構成の共鳴周波数変動補正方法において、共鳴周波数変動量の変化に応じて閾値を変更することを特徴とする共鳴周波数変動補正方法を提供する。
上記第10の観点による共鳴周波数変動補正方法では、共鳴周波数変動量の変化に応じて閾値を変更するので、閾値を動的に最適化できる。
【0017】
第11の観点では、本発明は、上記構成の共鳴周波数変動補正方法において、前記周波数変動補正として、主磁場コイルの電流量を調節することを特徴とする共鳴周波数変動補正方法を提供する。
上記第11の観点による共鳴周波数変動補正方法では、主磁場コイルの電流量を調節することにより周波数ドリフトを補正して画質を向上することが出来る。
【0018】
第12の観点では、本発明は、上記構成の共鳴周波数変動補正方法において、前記周波数変動補正として、送信周波数を調節することを特徴とする共鳴周波数変動補正方法を提供する。
上記第12の観点による共鳴周波数変動補正方法では、送信周波数を調節することにより周波数ドリフトを補正して画質を向上することが出来る。
【0019】
第13の観点では、本発明は、上記構成の共鳴周波数変動補正方法において、前記周波数変動補正として、送信周波数および受信周波数を調節することを特徴とする共鳴周波数変動補正方法を提供する。
上記第13の観点による共鳴周波数変動補正方法では、送信周波数および受信周波数を調節することにより磁場ドリフトを補正して画質を向上することが出来る。
【0020】
第14の観点では、本発明は、上記構成の共鳴周波数変動補正方法において、前記周波数変動補正として、送信位相または受信位相を調節することを特徴とする共鳴周波数変動補正方法を提供する。
上記第14の観点による共鳴周波数変動補正方法では、送信位相または受信位相を調節することにより磁場ドリフトを補正して画質を向上することが出来る。
【0021】
第15の観点では、本発明は、RFパルス送信手段と、勾配パルス印加手段と、NMR信号受信手段と、それら各手段を制御して位相エンコード量の異なるイメージング用パルスシーケンスを複数回繰り返してk空間を埋めるイメージング用データを収集するイメージング用データ収集制御手段と、イメージング用データ収集する時に毎回共鳴周波数変動量をも測定する周波数変動量測定制御手段と、前記共鳴周波数変動量が閾値より小さい場合は周波数変動補正を行う周波数変動補正手段と、前記共鳴周波数変動量が閾値より小さくない場合は該共鳴周波数変動量または共鳴周波数を当該回のイメージング用データと対応させて記憶しておく周波数変動記憶手段と、k空間を埋める各イメージング用データを収集後にある位相エンコード量のイメージング用データに対応して共鳴周波数変動量または共鳴周波数が記憶されている場合は該イメージング用データに補正演算を施す補正演算手段と、補正演算不要のイメージング用データおよび補正演算後のイメージング用データから画像を再構成する再構成演算手段とを具備したことを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第15の観点によるMRI装置では、上記第1の観点による共鳴周波数変動補正方法を好適に実施できる。
【0022】
第16の観点では、本発明は、RFパルス送信手段と、勾配パルス印加手段と、NMR信号受信手段と、それら各手段を制御して位相エンコード量の異なるイメージング用パルスシーケンスを複数回繰り返してk空間を埋めるイメージング用データを収集するイメージング用データ収集制御手段と、イメージング用データ収集する時に毎回共鳴周波数変動量をも測定する周波数変動量測定制御手段と、周波数変動補正を行う周波数変動補正手段と、前記共鳴周波数変動量が閾値より小さくない場合は該共鳴周波数変動量または共鳴周波数を当該回のイメージング用データと対応させて記憶しておく周波数変動記憶手段と、k空間を埋める各イメージング用データを収集後にある位相エンコード量のイメージング用データに対応して共鳴周波数変動量または共鳴周波数が記憶されている場合は該イメージング用データに補正演算を施す補正演算手段と、補正演算不要のイメージング用データおよび補正演算後のイメージング用データから画像を再構成する再構成演算手段とを具備したことを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第16の観点によるMRI装置では、上記第2の観点による共鳴周波数変動補正方法を好適に実施できる。
【0023】
第17の観点では、本発明は、RFパルス送信手段と、勾配パルス印加手段と、NMR信号受信手段と、それら各手段を制御して位相エンコード量の異なるイメージング用パルスシーケンスを複数回繰り返してk空間を埋めるイメージング用データを収集するイメージング用データ収集制御手段と、イメージング用データ収集する時に複数回に1回共鳴周波数変動量をも測定する周波数変動量測定制御手段と、前記共鳴周波数変動量が閾値より小さい場合は周波数変動補正を行う周波数変動補正手段と、前記共鳴周波数変動量が閾値より小さくない場合は該共鳴周波数変動量または共鳴周波数を複数回のイメージング用データと対応させて記憶しておく周波数変動記憶手段と、k空間を埋める各イメージング用データを収集後にある位相エンコード量のイメージング用データに対応して共鳴周波数変動量または共鳴周波数が記憶されている場合は該イメージング用データに補正演算を施す補正演算手段と、補正演算不要のイメージング用データおよび補正演算後のイメージング用データから画像を再構成する再構成演算手段とを具備したことを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第17の観点によるMRI装置では、上記第3の観点による共鳴周波数変動補正方法を好適に実施できる。
【0024】
第18の観点では、本発明は、RFパルス送信手段と、勾配パルス印加手段と、NMR信号受信手段と、それら各手段を制御して位相エンコード量の異なるイメージング用パルスシーケンスを複数回繰り返してk空間を埋めるイメージング用データを収集するイメージング用データ収集制御手段と、イメージング用データ収集する時に複数回に1回共鳴周波数変動量をも測定する周波数変動量測定制御手段と、周波数変動補正を行う周波数変動補正手段と、前記共鳴周波数変動量が閾値より小さくない場合は該共鳴周波数変動量または共鳴周波数を複数回のイメージング用データと対応させて記憶しておく周波数変動記憶手段と、k空間を埋める各イメージング用データを収集後にある位相エンコード量のイメージング用データに対応して共鳴周波数変動量または共鳴周波数が記憶されている場合は該イメージング用データに補正演算を施す補正演算手段と、補正演算不要のイメージング用データおよび補正演算後のイメージング用データから画像を再構成する再構成演算手段とを具備したことを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第18の観点によるMRI装置では、上記第4の観点による共鳴周波数変動補正方法を好適に実施できる。
【0025】
第19の観点では、本発明は、RFパルス送信手段と、勾配パルス印加手段と、NMR信号受信手段と、それら各手段を制御して位相エンコード量の異なるイメージング用パルスシーケンスを複数回繰り返してk空間を埋めるイメージング用データを収集するイメージング用データ収集制御手段と、イメージング用データ収集する時に毎回共鳴周波数変動量をも測定する周波数変動量測定制御手段と、周波数変動補正を行う周波数変動補正手段と、前記共鳴周波数変動量または共鳴周波数を当該回のイメージング用データと対応させて記憶しておく周波数変動記憶手段と、k空間を埋める各イメージング用データを収集後にイメージング用データに補正演算を施す補正演算手段と、補正演算後のイメージング用データから画像を再構成する再構成演算手段とを具備したことを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第19の観点によるMRI装置では、上記第5の観点による共鳴周波数変動補正方法を好適に実施できる。
。
【0026】
第20の観点では、本発明は、RFパルス送信手段と、勾配パルス印加手段と、NMR信号受信手段と、それら各手段を制御して位相エンコード量の異なるイメージング用パルスシーケンスを複数回繰り返してk空間を埋めるイメージング用データを収集するイメージング用データ収集制御手段と、イメージング用データ収集する時に複数回に1回共鳴周波数変動量をも測定する周波数変動量測定制御手段と、周波数変動補正を行う周波数変動補正手段と、前記共鳴周波数変動量または共鳴周波数を複数回のイメージング用データと対応させて記憶しておく周波数変動記憶手段と、k空間を埋める各イメージング用データを収集後にイメージング用データに補正演算を施す補正演算手段と、補正演算後のイメージング用データから画像を再構成する再構成演算手段とを具備したことを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第20の観点によるMRI装置では、上記第6の観点による共鳴周波数変動補正方法を好適に実施できる。
。
【0027】
第21の観点では、本発明は、上記構成のMRI装置において、前記周波数変動量測定制御手段は、共鳴周波数を測定し、その共鳴周波数と一定の共鳴周波数の差を、前記共鳴周波数変動量とすることを特徴とするMRI装置を提供する。上記第21の観点によるMRI装置では、上記第7の観点による共鳴周波数変動補正方法を好適に実施できる。
【0028】
第22の観点では、本発明は、上記構成のMRI装置において、前記周波数変動量測定制御手段は、共鳴周波数を測定し、その共鳴周波数と前回測定した共鳴周波数の差を、前記共鳴周波数変動量とすることを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第22の観点によるMRI装置では、上記第8の観点による共鳴周波数変動補正方法を好適に実施できる。
【0029】
第23の観点では、本発明は、上記構成のMRI装置において、閾値が固定値であることを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第23の観点によるMRI装置では、上記第9の観点による共鳴周波数変動補正方法を好適に実施できる。
【0030】
第24の観点では、本発明は、上記構成のMRI装置において、共鳴周波数変動量の変化に応じて閾値を変更する閾値変更手段を具備したことを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第24の観点によるMRI装置では、上記第10の観点による共鳴周波数変動補正方法を好適に実施できる。
【0031】
第25の観点では、本発明は、上記構成のMRI装置において、前記周波数変動補正手段は、主磁場コイルの電流量を調節することを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第25の観点によるMRI装置では、上記第11の観点による共鳴周波数変動補正方法を好適に実施できる。
【0032】
第26の観点では、本発明は、上記構成のMRI装置において、前記周波数変動補正手段は、送信周波数を調節することを特徴とするMRI装置を提供する。上記第26の観点によるMRI装置では、上記第12の観点による共鳴周波数変動補正方法を好適に実施できる。
【0033】
第27の観点では、本発明は、上記構成のMRI装置において、前記周波数変動補正手段は、送信周波数および受信周波数を調節することを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第27の観点によるMRI装置では、上記第13の観点による共鳴周波数変動補正方法を好適に実施できる。
【0034】
第28の観点では、本発明は、上記構成のMRI装置において、前記周波数変動補正手段は、送信位相または受信位相を調節することを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第28の観点によるMRI装置では、上記第14の観点による共鳴周波数変動補正方法を好適に実施できる。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す本発明の実施の形態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【0036】
−第1の実施形態−
図1は、本発明の第1の実施形態にかかるMRI装置100を示す構成図である。
このMRI装置100において、マグネットアセンブリ1は、内部に被検体を挿入するための空間部分(ボア)を有し、この空間部分を取りまくようにして、被検体に一定の主磁場を印加する主磁場コイル1pと、スライス軸,リード軸,位相軸の勾配磁場を発生するための勾配磁場コイル1gと、被検体内の原子核のスピンを励起するためのRFパルスを与える送信コイル1tと、被検体からのNMR信号を検出する受信コイル1rとが配置されている。前記主磁場コイル1p,勾配磁場コイル1g,送信コイル1tおよび受信コイル1rは、それぞれ主磁場電源2,勾配磁場駆動回路3,RF電力増幅器4および前置増幅器5に接続されている。
なお、主磁場コイル1pの代わりに、永久磁石を用いてもよい。
【0037】
シーケンス記憶回路6は、計算機7からの指令に従い、記憶しているパルスシーケンスに基づいて勾配磁場駆動回路3を操作し、前記マグネットアセンブリ1の勾配磁場コイル1gから勾配磁場を発生させると共に、ゲート変調回路8を操作し、RF発振回路9の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状のパルス状信号に変調し、それをRFパルスとしてRF電力増幅器4に加え、RF電力増幅器4でパワー増幅した後、前記マグネットアセンブリ1の送信コイル1tに印加し、所望のスライス領域を選択励起する。
前置増幅器5は、マグネットアセンブリ1の受信コイル1rで検出された被検体からのNMR信号を増幅し、位相検波器10に入力する。位相検波器10は、RF発振回路9の搬送波出力信号を参照信号とし、前置増幅器5からのNMR信号を位相検波して、AD変換器11に与える。AD変換器11は、位相検波後のアナログ信号をディジタル信号に変換して、計算機7に入力する。
計算機7は、AD変換器11からデータを読み込み、画像再構成演算を行い、所望のスライス領域のイメージを生成する。このイメージは、表示装置13にて表示される。また、計算機7は、操作コンソール12から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つ。
【0038】
図2は、上記MRI装置100によるデータ収集処理を示すフロー図である。なお、イメージング用パルスシーケンスの繰り返し回数をNとし、共鳴周波数測定の全回数をMとし、N≧M≧1とする。
ステップS1では、イメージング用データ収集カウンタnを“1”に初期化する。
ステップS2では、共鳴周波数測定カウンタdを“1”に初期化する。
【0039】
ステップS3では、n=d・N/Mが成立すればステップS4へ進み、成立しなければステップS6へ進む。
ステップS4では、共鳴周波数測定用パルスシーケンスにより第d回の共鳴周波数fdを測定する。
ステップS5では、共鳴周波数測定カウンタdを“1”だけインクリメントする。そして、ステップS6へ進む。
【0040】
ステップS6では、イメージング用パルスシーケンスにより第n回のイメージング用データDnを収集する。
【0041】
図3に、N=256、M=256とした場合の共鳴周波数測定用パルスシーケンスMdとイメージング用パルスシーケンスImを例示する。
このパルスシーケンスでは、イメージング用パルスシーケンスImとして、グラジエントエコー法のパルスシーケンスを用いている。
また、共鳴周波数測定用パルスシーケンスMdとして、前記イメージング用パルスシーケンスIm中のグラジエントエコー(echo1,echo2)を収束させるためのリード勾配部分(rdとrrの前半分)および位相勾配(peとpr)を省略したパルスシーケンスを用いている。共鳴周波数fdは、FID信号から収集したデータより求める。
各軸について勾配積分量をそれぞれ等しくするため、前記イメージング用パルスシーケンスImでの勾配磁場(rd,rr)の積分量と前記共鳴周波数測定用パルスシーケンスMdでの勾配磁場(rh)の積分量とを等しくする。また、前記イメージング用パルスシーケンスImでの勾配磁場(pe,pr)の積分量は“0”になるため、前記共鳴周波数測定用パルスシーケンスMdでは位相軸に勾配磁場を加えていない。
【0042】
図2に戻り、ステップS7では、第d回の共鳴周波数変動量Δfdを計算する。共鳴周波数変動量Δfdは、例えば次のいずれかの計算式を用いて求めることが出来る。
(1) 基準共鳴周波数foとの周波数差
Δfd=fd−fo
(2) 前回測定した共鳴周波数fd-1との周波数差
Δfd=fd−fd-1
【0043】
ステップS8では、共鳴周波数変動量Δfdの絶対値|Δfd|が閾値Rより小さい場合はステップS9へ進み、小さくない場合はステップS10へ進む。ここで、閾値Rは、経験的に求めた適当な値を予め設定しておく。
【0044】
ステップS9では、周波数変動補正を実行する。周波数変動補正は、例えば次のいずれかの処理を用いて行うことが出来る。
(a) 共鳴周波数変動量Δfdに基づいて、主磁場コイル1pの電流量を調節する。
(b) 共鳴周波数変動量Δfdに基づいて、RF発振回路9での送信周波数を調節する。
(c) 共鳴周波数変動量Δfdに基づいて、RF発振回路9での送信周波数および受信周波数を調節する。
(d) 共鳴周波数変動量Δfdに基づいて、ゲート変調回路8での送信位相または位相検波器10での受信位相を調節する。
そして、ステップS12へ進む。
【0045】
ステップS10では、共鳴周波数変動量Δfdを第(n+1-N/M)回〜第n回のイメージング用データDn+1-N/M〜Dnに対応付けて記憶する。そして、ステップS12へ進む。
【0046】
ステップS12では、イメージング用データ収集カウンタnを“1”だけインクリメントする。
ステップS13では、n>Nが成立すれば処理を終了し、成立しなければ前記ステップS3に戻る。
【0047】
図4に、共鳴周波数変動量Δfd=fd−fo、N=Mとした場合の数値例を示す。
閾値R=5とすると、n=1〜6では、|Δfd|<Rなので、周波数変動補正が実行される。n=7〜13では、|Δfd|≧Rなので、周波数変動補正が実行されず、太枠で図示している共鳴周波数変動量Δfdが第n回のイメージング用データDnに対応付けて記憶される。
【0048】
図5は、上記MRI装置100による画像生成処理を示すフロー図である。
ステップG1では、イメージング用データカウンタnを“1”に初期化する。
【0049】
ステップG2では、イメージング用データDnに対応付けて共鳴周波数変動量Δfdが記憶されているならステップG3へ進み、記憶されていないならステップG4へ進む。
ステップG3では、共鳴周波数変動量Δfdに基づいてイメージング用データDnに位相補正演算を施す。
【0050】
ステップG4では、イメージング用データカウンタnを“1”だけインクリメントする。
ステップG5では、n>Nが成立すればステップG6へ進み、成立しなければ前記ステップG2に戻る。
【0051】
ステップG6では、イメージング用データD1〜DNより画像を再構成する。そして、処理を終了する。
【0052】
上記第1の実施形態に係るMRI装置100によれば、時間変化の遅い周波数ドリフトには周波数変動補正を実行し、以後の共鳴周波数変動に対応できる。また、スライス方向の周波数ドリフトにも対応可能となる。他方、時間変化の速い周波数ドリフトには、後から位相補正演算を施すので、その周波数ドリフトの開始時のイメージング用データをも補正可能となる。
【0053】
−第2の実施形態−
図6は、第2の実施形態に係るMRI装置によるデータ収集処理を示すフロー図である。
ステップS1〜S7は、第1の実施形態に係るデータ収集処理と同じである。ステップS8’では、共鳴周波数変動量Δfdの絶対値|Δfd|が閾値Rより小さい場合はステップS11へ進み、小さくない場合はステップS10へ進む。
ステップS10は、第1の実施形態に係るデータ収集処理と同じである。
ステップS11は、第1の実施形態に係るデータ収集処理のステップS9と同じである。
ステップS12〜S13は、第1の実施形態に係るデータ収集処理と同じである。
【0054】
上記第2の実施形態に係るMRI装置によれば、周波数ドリフトに対する周波数変動補正を常に実行するため、以後の共鳴周波数変動に対応できる。また、スライス方向の周波数ドリフトにも対応可能となる。他方、時間変化の速い周波数ドリフトには、後から位相補正演算を施すので、その周波数ドリフトの開始時のイメージング用データをも補正可能となる。
【0055】
−第3の実施形態−
図7に、N=256、M=128とした場合のイメージング用パルスシーケンスImと共鳴周波数測定用パルスシーケンスMdとを例示する。
このパルスシーケンスでは、イメージング用パルスシーケンスImとして、高速スピンエコー法のパルスシーケンスを用いている。
また、共鳴周波数測定用パルスシーケンスMdとして、前記イメージング用パルスシーケンスIm中の90゜RFパルスRと180゜RFパルスPの間および180゜RFパルスPと180゜RFパルスPの間のデフェーズ・リード勾配部分(rdとrrの後半分)およびそれに対応した180゜RFパルスPの後のリード勾配部分(rrの前半分)および位相勾配(pe)を省略したパルスシーケンスを用いている。共鳴周波数fdは、最初のspin_echo信号から求める。
n=2,4,6,…の後に、つまり、イメージング用パルスシーケンスImの2回毎に共鳴周波数測定用パルスシーケンスが1回挿入される。
各軸について勾配積分量をそれぞれ等しくするため、前記イメージング用パルスシーケンスImでの勾配磁場(rd,rr)の積分量と前記共鳴周波数測定用パルスシーケンスMdでの勾配磁場(rh)の積分量とを等しくする。また、前記イメージング用パルスシーケンスImでの勾配磁場(pe,pr)の積分量は“0”になるため、前記共鳴周波数測定用パルスシーケンスMdでは位相軸に勾配磁場を加えていない。
なお、図7のパルスシーケンスのスライス軸にスライスエンコードを加えれば、3Dのパルスシーケンスになる。
【0056】
上記第3の実施形態に係るMRI装置によれば、第1の実施形態または第2の実施形態と同じ効果が得られる。また、イメージング用パルスシーケンスImの2回に1回だけ共鳴周波数変動量Δfdを測定するので、全体のスキャン時間を短縮可能となる。
【0057】
−第4の実施形態−
第4の実施形態では、図2のフロー図でステップS8を省略し、ステップS9の後にステップS10を入れる。つまり、ステップS7からステップS9へ進み、ステップS9からステップS10へ進み、ステップS10からステップS12へ進む。あるいは、図6のフロー図でステップS8’を省略し、ステップS7の後にステップS10を入れる。つまり、ステップS7からステップS10へ進み、ステップS10からステップS11へ進む。
また、図5のフロー図でステップG2を省略する。つまり、全てのnについてステップG3を実行する。
【0058】
上記第4の実施形態に係るMRI装置によれば、周波数変動補正を行う(ステップS9またはステップS11)と共に後から補正演算をも施す(ステップG3)ので、時間変化の遅い周波数ドリフトにも時間変化の速い周波数ドリフトにも対応可能となる。
【0059】
−第5の実施形態−
第5の実施形態では、図2または図6のデータ収集処理におけるステップS8を、図8に示す閾値変更処理S8”に置換する。
図8のステップH1では、共鳴周波数変動量Δfdの予測値Δfd’を従来公知の予測方法により算出する。例えば、次式によって算出可能である。
Δfd’=Δfd-1+(Δfd-1−Δfd-3)/2
【0060】
ステップH2では、共鳴周波数変動量Δfdの絶対値|Δfd|が閾値Rより小さい場合はステップH3へ進み、小さくない場合はステップH5へ進む。
【0061】
ステップH3では、共鳴周波数変動量Δfdと予測値Δfd’の差の絶対値|Δfd−Δfd’|が判定値εより大きい場合はステップH4へ進み、大きくない場合は図2のステップS9または図6のステップS11へ進む。ここで、判定値εは、経験的に求めた適当な値を予め設定しておく。
【0062】
ステップH4では、予測値Δfd’の絶対値|Δfd’|を新たな閾値Rとする。そして、図2または図6のステップS10へ進む。
【0063】
ステップH5では、共鳴周波数変動量Δfdと予測値Δfd’の差の絶対値|Δfd−Δfd’|が判定値εより大きい場合は図2または図6のステップS10へ進み、大きくない場合はステップH6へ進む。
【0064】
ステップH6では、予測値Δfd’の絶対値|Δfd’|を新たな閾値Rとする。そして、図2のステップS9または図6のステップS11へ進む。
【0065】
図9は、Δfd=fd−fo、N=M、Δfd’=Δfd-1+(Δfd-1−Δfd-3)/2、ε=3、Rの初期値=10とした場合の数値例を示す。
閾値Rは動的に変更され、太枠で図示しているn=7〜9の共鳴周波数変動量Δfdが第n回のイメージング用データDnに対応付けて記憶される。
【0066】
上記第5の実施形態に係るMRI装置によれば、共鳴周波数変動量Δfdの変化に応じて閾値Rを変更するので、閾値Rを動的に最適化できる。
【0067】
−第6の実施形態−
第6の実施形態では、共鳴周波数変動量Δfdを今回の共鳴周波数fdと前回の共鳴周波数fd-1の差で求める。
図10は、Δfd=fd−fd-1、N=M、R=5とした場合の数値例を示す。
太枠で図示しているn=7〜9の共鳴周波数fdと基準共鳴周波数foの差fd−foが第n回のイメージング用データDnに対応付けて記憶される。これは、n=7〜9の共鳴周波数fdを第n回のイメージング用データDnに対応付けて記憶するのと等価である。
【0068】
上記第6の実施形態に係るMRI装置によれば、共鳴周波数変動量Δfdから変化の大きさを認識しやすくなる。
【0069】
−第7の実施形態−
第7の実施形態では、共鳴周波数変動量Δfdを今回の共鳴周波数fdと前回の共鳴周波数fd-1の差で求める。また、閾値Rを動的に変更する。
図11は、Δfd=fd−fd-1、N=M、Δfd’=Δfd-1+(Δfd-1−Δfd-3)/2、ε=3、Rの初期値=10とした場合の数値例を示す。
閾値Rは動的に変更され、太枠で図示しているn=7〜12の共鳴周波数fdと基準共鳴周波数foの差fd−foが第n回のイメージング用データDnに対応付けて記憶される。これは、n=7〜12の共鳴周波数fdを第n回のイメージング用データDnに対応付けて記憶するのと等価である。
【0070】
上記第7の実施形態に係るMRI装置によれば、共鳴周波数変動量Δfdの変化に応じて閾値Rを変更するので、閾値Rを動的に最適化できる。また、共鳴周波数変動量Δfdから変化の大きさを認識しやすくなる。
【0071】
【発明の効果】
本発明の共鳴周波数変動補正方法およびMRI装置によれば、時間変化の遅い周波数ドリフトおよびスライス方向の周波数ドリフトおよび時間変化の速い周波数ドリフトの全てに対応可能となり、画質を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係るMRI装置を示す構成図である。
【図2】第1の実施形態に係るデータ収集処理を示すフロー図である。
【図3】共鳴周波数測定用パルスシーケンスおよびイメージング用パルスシーケンスの第1例である。
【図4】第1の実施形態に係る数値例である。
【図5】第1の実施形態に係る画像再構成処理のフロー図である。
【図6】第2の実施形態に係るデータ収集処理を示すフロー図である。
【図7】共鳴周波数測定用パルスシーケンスおよびイメージング用パルスシーケンスの第2例である。
【図8】第4の実施形態に係る閾値変更処理を示すフロー図である。
【図9】第4の実施形態に係る数値例である。
【図10】第5の実施形態に係る数値例である。
【図11】第6の実施形態に係る数値例である。
【符号の説明】
1 マグネットアセンブリ
1g 勾配磁場コイル
1p 主磁場コイル
1r 受信コイル
1t 送信コイル
2 主磁場電源
3 勾配磁場駆動回路
4 電力増幅器
5 前置増幅器
6 シーケンス記憶回路
7 計算機
8 ゲート変調回路
9 RF発振回路
10 位相検波器
11 AD変換器
12 操作コンソール
13 表示装置
100 MRI装置
Im イメージング用パルスシーケンス
Md 共鳴周波数測定用パルスシーケンス
Claims (12)
- RFパルス送信手段と、
勾配パルス印加手段と、
NMR信号受信手段と、
それら各手段を制御して位相エンコード量の異なるイメージング用パルスシーケンスを複数回繰り返してk空間を埋めるイメージング用データを収集するイメージング用データ収集制御手段と、
イメージング用データを収集する時に毎回共鳴周波数変動量をも測定する周波数変動量測定制御手段と、
前記共鳴周波数変動量が閾値より小さい場合は周波数変動補正を行う周波数変動補正手段と、
前記共鳴周波数変動量が閾値より小さくない場合は該共鳴周波数変動量または共鳴周波数を当該回のイメージング用データと対応させて記憶しておく周波数変動記憶手段と、
k空間を埋める各イメージング用データを収集後にある位相エンコード量のイメージング用データに対応して共鳴周波数変動量または共鳴周波数が記憶されている場合は該イメージング用データに補正演算を施す補正演算手段と、
補正演算不要のイメージング用データおよび補正演算後のイメージング用データから画像を再構成する再構成演算手段とを具備したことを特徴とするMRI装置。 - RFパルス送信手段と、
勾配パルス印加手段と、
NMR信号受信手段と、
それら各手段を制御して位相エンコード量の異なるイメージング用パルスシーケンスを複数回繰り返してk空間を埋めるイメージング用データを収集するイメージング用データ収集制御手段と、
イメージング用データを収集する時に毎回共鳴周波数変動量をも測定する周波数変動量測定制御手段と、
周波数変動補正を行う周波数変動補正手段と、
前記共鳴周波数変動量が閾値より小さくない場合は該共鳴周波数変動量または共鳴周波数を当該回のイメージング用データと対応させて記憶しておく周波数変動記憶手段と、
k空間を埋める各イメージング用データを収集後にある位相エンコード量のイメージング用データに対応して共鳴周波数変動量または共鳴周波数が記憶されている場合は該イメージング用データに補正演算を施す補正演算手段と、
補正演算不要のイメージング用データおよび補正演算後のイメージング用データから画像を再構成する再構成演算手段とを具備したことを特徴とするMRI装置。 - RFパルス送信手段と、
勾配パルス印加手段と、
NMR信号受信手段と、
それら各手段を制御して位相エンコード量の異なるイメージング用パルスシーケンスを複数回繰り返してk空間を埋めるイメージング用データを収集するイメージング用データ収集制御手段と、
イメージング用データを収集する時に複数回に1回共鳴周波数変動量をも測定する周波数変動量測定制御手段と、
前記共鳴周波数変動量が閾値より小さい場合は周波数変動補正を行う周波数変動補正手段と、
前記共鳴周波数変動量が閾値より小さくない場合は該共鳴周波数変動量または共鳴周波数を複数回のイメージング用データと対応させて記憶しておく周波数変動記憶手段と、
k空間を埋める各イメージング用データを収集後にある位相エンコード量のイメージング用データに対応して共鳴周波数変動量または共鳴周波数が記憶されている場合は該イメージング用データに補正演算を施す補正演算手段と、
補正演算不要のイメージング用データおよび補正演算後のイメージング用データから画像を再構成する再構成演算手段とを具備したことを特徴とするMRI装置。 - RFパルス送信手段と、
勾配パルス印加手段と、
NMR信号受信手段と、
それら各手段を制御して位相エンコード量の異なるイメージング用パルスシーケンスを複数回繰り返してk空間を埋めるイメージング用データを収集するイメージング用データ収集制御手段と、
イメージング用データを収集する時に複数回に1回共鳴周波数変動量をも測定する周波数変動量測定制御手段と、
周波数変動補正を行う周波数変動補正手段と、
前記共鳴周波数変動量が閾値より小さくない場合は該共鳴周波数変動量または共鳴周波数を複数回のイメージング用データと対応させて記憶しておく周波数変動記憶手段と、
k空間を埋める各イメージング用データを収集後にある位相エンコード量のイメージング用データに対応して共鳴周波数変動量または共鳴周波数が記憶されている場合は該イメージング用データに補正演算を施す補正演算手段と、
補正演算不要のイメージング用データおよび補正演算後のイメージング用データから画像を再構成する再構成演算手段とを具備したことを特徴とするMRI装置。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載のMRI装置において、
前記周波数変動量測定制御手段は、共鳴周波数を測定し、その共鳴周波数と一定の共鳴周波数の差を、前記共鳴周波数変動量とすることを特徴とするMRI装置。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載のMRI装置において、
前記周波数変動量測定制御手段は、共鳴周波数を測定し、その共鳴周波数と前回測定した共鳴周波数の差を、前記共鳴周波数変動量とすることを特徴とするMRI装置。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載のMRI装置において、
閾値が固定値であることを特徴とするMRI装置。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載のMRI装置において、
共鳴周波数変動量の変化に応じて閾値を変更する閾値変更手段を具備したことを特徴とするMRI装置。 - 請求項1から請求項8のいずれかに記載のMRI装置において、
前記周波数変動補正手段は、主磁場コイルの電流量を調節することを特徴とするMRI装置。 - 請求項1から請求項8のいずれかに記載のMRI装置において、
前記周波数変動補正手段は、送信周波数を調節することを特徴とするMRI装置。 - 請求項1から請求項8のいずれかに記載のMRI装置において、
前記周波数変動補正手段は、送信周波数および受信周波数を調節することを特徴とするMRI装置。 - 請求項1から請求項8のいずれかに記載のMRI装置において、
前記周波数変動補正手段は、送信位相または受信位相を調節することを特徴とするMRI装置。
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