JP5421600B2

JP5421600B2 - 核磁気共鳴イメージング装置および核磁気共鳴イメージング装置の作動方法

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Publication number: JP5421600B2
Application number: JP2009017977A
Authority: JP
Inventors: 延之吉澤; 康弘鎌田
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2009-01-29
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2029-01-29
Also published as: JP2010172473A

Description

本発明は、ＲＦ受信コイルの感度補正を行うようにした核磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置に関し、特に感度計測時の位置ずれの影響を低減した核磁気共鳴イメージング装置に関する。

MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するNMR信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化する装置である。撮影においては、NMR信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコード、周波数エンコードが付与される。計測されたNMR信号は、2次元又は3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。

以下、本願発明に対する従来技術の概要を、文献を引用して説明する。
被検体から発生したNMR信号は、RF受信コイルを用いて計測される。RF受信コイルは、小径になるほど感度分布は狭くなるが、SNR（Signal to Noise Ratio ：信号雑音比）が向上する。そのため、小径RF受信コイルを複数組み合わせたマルチプルコイルを用いることで、広感度分布と高SNRを実現する。しかし、マルチプルコイルはパラレルイメージングに対応する場合が多い。パラレルイメージングは、マルチプルコイルの感度分布を用いて撮影を高速化する技術であるため、感度分布の独立性が高くなるように各受信チャンネルを配置する。このため、マルチプルコイルで計測した画像信号には感度不均一が生じやすく、感度補正が必要である。

感度補正技術の1つとして全身コイル型感度補正がある。全身コイル型感度補正は、均一な感度分布を持つ全身コイル（ボディコイル、送受信コイル）と、マルチプルコイルについてそれぞれ本計測とは異なる感度計測を行い、それらから補正係数を算出して本計測画像を補正する技術である（特許文献1）。このとき、呼吸動や心拍など被検体の動きにより、全身コイル感度計測とマルチプルコイル感度計測との間に位置ずれが生じることがある。また、感度計測と本計測との間で位置ずれが生じることもある。これらのような位置ずれは、いずれの場合も感度補正精度を低下させる。また、マルチプルコイルの感度補正を含むパラレルイメージングの場合、前述した位置ずれにより、感度補正精度の低下に加え、折り返しの展開誤差を生じる。

このような画質低下を避けるため、感度計測を複数回にわたり加算することで、位置ずれを平均化する方法が提案されている（非特許文献1）。

また、呼吸同期や心電同期など、被検体の動きに同期した本計測を行う場合に、本計測と同様に感度計測時にも同期を行い、本計測の時相と一致した感度計測データのみを感度補正または感度補正を含むパラレルイメージングの感度画像として使用する方法が提案されている（特許文献2）。

本計測においては、息止めをせずに胸腹部を撮像する方法として、呼吸変位（横隔膜の変位）とデータ点数の関係を計測しながら観察し、もっともデータ収集効率の良いところに自動的にゲートウィンドウが設定されるPAWSが提案されている（非特許文献2）。

特開平8-56928号公報特開2002-301044号公報

"Cardiac real-time imaging using SENSE"、 MRM、 43、 177-184 (2000) "Phase Ordering With Automatic Window Selection（PAWS）:A Novel Motion-Resistant Technique for 3D Coronary Imaging"、 MRM、 43、 470-480 (2000)

本発明の目的は、感度計測時の被検体の位置ずれによる、感度補正精度の低下を防止することである。非特許文献1では、感度計測を複数回にわたり加算するため、計測時間が大幅に延長してしまい、計測中の被検体の体動による位置が、感度補正精度の低下を招いてしまうことが問題である。また、非特許文献2を感度計測に使用することは、計測と並行して呼吸変位を検知するため処理が複雑になること、および計測に要する時間が呼吸の安定性に依存するという問題点がある。本発明では、計測時間の延長なく、かつPAWSのように内部的に複雑な処理を行うことなしに、感度計測間の位置ずれの影響を軽減した、感度画像を取得する。

本発明の核磁気共鳴イメージング装置は、ＲＦ受信コイルと、ほぼ均一な感度分布を持つ全身コイルと、前記ＲＦ受信コイルと前記全身コイルにより受信されたＮＭＲ信号からＭＲ画像を得る信号処理手段と、被検体の検査領域に作用する磁場の制御と前記ＮＭＲ信号の処理の制御を行う制御手段とを備え、前記ＲＦ受信コイルおよび前記全身コイルを用いて計測した信号から当該ＲＦ受信コイルまたは当該全身コイルの感度画像を作成するとともに、前記ＲＦ受信コイルで被検体のＮＭＲ信号を計測し、当該被検体のＮＭＲ信号と前記感度画像とを用いてＭＲ画像を作成する核磁気共鳴イメージング装置において、前記制御手段は、前記ＲＦ受信コイルまたは前記全身コイルを用いて計測した信号から当該ＲＦ受信コイルまたは当該全身コイルの感度画像を作成するための構成として、被検体の周期的な動きをモニタリングするモニタリング部と、被検体の動きを複数の領域に分割する分割部と、Ｋ空間を複数の領域に分割するＫ空間分割部と、Ｋ空間での各領域での位相エンコードおよびスライスエンコードの順序を決定するエンコード順序決定部と、被検体の動きとＫ空間の各領域を対応付ける対応付け部と、被検体の動きに応じて位相エンコードおよびスライスエンコード量を決定するエンコード量決定部と、該決定された位相エンコードおよびスライスエンコード量に応じて傾斜磁場の制御を行うスキャン制御部とを有し、前記被検体の動きを複数の領域に分割する分割部が、分割した各領域においてデータ点数が同じになるように複数の領域に分割することを特徴とするものである。

また、本発明の核磁気共鳴イメージング装置の作動方法は、ＲＦ受信コイルと、ほぼ均一な感度分布を持つ全身コイルと、前記ＲＦ受信コイルと前記全身コイルにより受信されたＮＭＲ信号からＭＲ画像を得る信号処理部と、被検体の検査領域に作用する磁場の制御と前記ＮＭＲ信号の処理の制御を行う制御部とを備える核磁気共鳴イメージング装置において、前記ＲＦ受信コイルおよび前記全身コイルを用いて計測した信号から当該ＲＦ受信コイルまたは当該全身コイルの感度画像を作成する感度画像作成ステップと、前記ＲＦ受信コイルで被検体のＮＭＲ信号を計測する本計測ステップと、当該被検体のＮＭＲ信号と前記感度画像とを用いてＭＲ画像を作成する画像作成ステップとを有する核磁気共鳴イメージング装置の作動方法であって、前記ＲＦ受信コイルおよび前記全身コイルを用いて計測した信号から当該ＲＦ受信コイルまたは当該全身コイルの感度画像を作成する感度画像作成ステップが、被検体の周期的な動きをモニタリングするステップと、被検体の動きを複数の領域に分割するステップと、Ｋ空間を複数の領域に分割するステップと、Ｋ空間の各領域での位相エンコードおよびスライスエンコードの順序を決定するステップと、被検体の動きとＫ空間の各領域を対応付けるステップと、被検体の動きに応じて位相エンコードおよびスライスエンコード量を決定するステップと、該決定された位相エンコードおよびスライスエンコード量に応じてエコー信号を取得するステップと、取得したエコー信号を被検体の動きに応じてＫ空間に配置するステップとを有し、前記被検体の動きを複数の領域に分割するステップが、分割した各領域においてデータ点数が同じになるように複数の領域に分割することを特徴とするものである。

本発明に従って感度計測を行うことで、計測時間を延長することなく、感度計測間の位置ずれを低減した感度画像を取得できる。したがって、呼吸動や心拍などのような被検体の周期的な動きによる、感度補正精度の低下を防止することができる。

本発明の実施例1の処理フローを表す図。本発明が適用されるMRI装置の全体構成を表す図。本発明のシーケンサの内部構成を表す図本発明でのK空間における位置の表し方を示した図。エンコード量とK空間の関係を示した例を表す図実施例1におけるK空間走査の1例を説明する図。実施例1におけるK空間走査の1例を説明する図。 K空間分割方法の他の例を説明する図。実施例1における呼吸変位分割方法の変形例の処理フローを表す図。実施例1における呼吸変位分割方法の変形例を表す図。実施例1における呼吸変位分割方法の変形例を表す図。実施例2の処理フローを表す図。実施例2における呼吸変位モニタリングの方法を説明する図。実施例2におけるK空間走査の1例を説明する図。実施例3の呼吸変位分割方法を説明する図。

以下、添付図面に従って本発明のMRI装置の好ましい実施形態について詳説する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

最初に、本発明が適用されるMRI装置の一例の全体構成を図２に基づいて説明する。図２は、本発明に係るMRI装置の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、図２に示すように、MRI装置は静磁場発生系2と、傾斜磁場発生系3と、送信系5と、受信系6と、信号処理系7と、シーケンサ4と、中央処理装置（CPU）8とを備えて構成される。
静磁場発生系2は、垂直磁場方式であれば、被検体1の周りの空間にその体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば、体軸方向に均一な静磁場を発生させるもので、被検体1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。
傾斜磁場発生系3は、MRI装置の座標系（静止座標系）であるX、Y、Zの3軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル9と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源10とから成り、後述のシ−ケンサ4からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源10を駆動することにより、X、Y、Zの３軸方向に傾斜磁場Gx、Gy、Gzを印加する。撮影時には、スライス面（撮影断面）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1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2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4は、高周波磁場パルス（以下、「RFパルス」という）と傾斜磁場パルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段で、CPU8の制御で動作し、被検体1の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系5、傾斜磁場発生系3、および受信系6に送る。
送信系5は、被検体1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１にRFパルスを照射するもので、高周波発振器11と変調器12と高周波増幅器13と送信側の高周波コイル（送信コイル）14aとから成る。高周波発振器11から出力された高周波パルスをシーケンサ4からの指令によるタイミングで変調器12により振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器13で増幅した後に被検体1に近接して配置された高周波コイル14aに供給することにより、RFパルスが被検体1に照射される。
受信系6は、被検体1の生体組織を構成する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（NMR信号）を検出するもので、受信側の高周波コイル（受信コイル）14bと信号増幅器15と直交位相検波器16と、A/D変換器１７とから成る。送信側の高周波コイル１４ａから照射された電磁波によって誘起された被検体1の応答のNMR信号が被検体１に近接して配置された高周波コイル14bで検出され、信号増幅器15で増幅された後、シーケンサ4からの指令によるタイミングで直交位相検波器16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17でディジタル量に変換されて、信号処理系7に送られる。
信号処理系７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、光ディスク19、磁気ディスク18等の外部記憶装置と、ROM21、RAM22等からなる内部記憶装置と、CRT等からなるディスプレイ20とを有し、受信系6からのデータがCPU8に入力されると、CPU8が信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体1の断層画像をディスプレイ20に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク18等に記録する。
操作部25は、MRI装置の各種制御情報や上記信号処理系7で行う処理の制御情報を入力するもので、トラックボール又はマウス23、及び、キーボード24から成る。この操作部25はディスプレイ20に近接して配置され、操作者がディスプレイ20を見ながら操作部25を通してインタラクティブにMRI装置の各種処理を制御する。
なお、送信側の高周波コイル14aと傾斜磁場コイル９は、被検体1が挿入される静磁場発生系2の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体1に対向して、水平磁場方式であれば被検体１を取り囲むようにして設置されている。また、受信側の高周波コイル14bは、被検体1に対向して、或いは取り囲むように設置されている。
現在MRI装置の撮像対象核種は、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、機能を2次元もしくは3次元的に撮像する。

本発明における感度補正は、例えば次のように行われる。先ず、ＲＦ受信コイルおよび全身コイルの感度分布を計測し、ＲＦ受信コイルの感度分布と、全身コイルの感度分布とから、感度画像（補正値）を作成する。次に、ＲＦ受信コイルを用いて被検体の本計測を行い、本計測で計測した信号を、感度画像（補正値）で補正した信号を用いて画像の再構成を行い、被検体のＭＲＩ画像を得る。

次に本発明の実施例を以下に説明する。本実施例は、全身コイルの感度計測、あるいは、ＲＦ受信コイルの感度計測に用いられるものである。
なお、以下の実施例は、いずれも被検体の呼吸変位をモニタリングするものであるが、本発明は被検体の周期的な動きをモニタリングするものであれば適用でき、例えば心臓の拍動のモニタリングするものに適用することができる。

はじめに第1の実施例について述べる。図１は、本発明の第１の実施例の処理フローを示す図であり、図３は、シーケンサの内部の構成を示す図である。本実施例では、はじめに感度計測パラメータを設定する（ステップ201）。感度計測で使用するシーケンスは、3D計測が好ましい。感度計測の範囲（FOV）は、本計測の範囲を網羅するよう設定する必要がある。計測パラメータは、プロトン密度強調像またはそれに準ずるコントラストを得るよう設定することが望ましい。取得するエコー数は、撮影部位の動き特性（速度、方向など）とTR（繰り返し時間）などから設定する。本発明では、感度計測時に本計測の撮影条件を考慮する必要が無い。したがって、感度計測は、本計測の撮影時相を意識することなく行える。そのため、本発明による感度計測は、被検体をセッティングした後に一度行えばよく、検査途中で再計測する必要がない。

第1の実施例においては、呼吸センサ２６を用いて被検体の呼吸変位をモニタリングする（ステップ202）。続いて、ステップ201で設定されたパラメータに基づいてステップ203〜ステップ206の処理を行う。すなわち、パラメータ設定した個数に応じて呼吸変位をＭ個に分割し（ステップ203）、パラメータ設定した分割方法、個数に応じてＫ空間をＭ個に分割し（ステップ204）、Ｋ空間の各領域での位相エンコード、スライスエンコードの順序を決定し（ステップ205）、呼吸変位とＫ空間の各領域とを対応付ける（ステップ206）。さらに、呼吸変位に応じて位相エンコード量（Gy）、スライスエンコード量（Gz）決定し（ステップ207）、エコー信号を取得する（ステップ208）。第1の実施例においては、簡単のために図６のように呼吸変位を、時間軸に平行に4つの領域１〜４に等分割する場合について述べる。分割する前の領域の大きさは、全呼吸変位が含まれていなければならず、その大きさは自動的に決まるものである。例えば、変位が領域１にある時は、Gy≧0、Gz≧0となるようにエンコード量を決定し、エコー信号を取得する。Gy、GzとK空間上の位置は一対一に対応するので、Gyに対応するK空間上の位置をKy、Gzに対応するK空間上の位置をKzとし、図4のように極座標系で表すと、K空間上の位置は次の（式1）によって表すことができる。また、エンコード量とK空間の関係をグラジエントエコー系の例を用いて図5に示す。この例ではエコー信号は501のようにK空間を埋めていくことになる。

取得したエコー信号は、図6のように呼吸変位に応じてK空間に配置する（ステップ209）。ここで、K空間走査の1例を図7に示す。例えば、m×m（m>0）のMatrixを仮定した場合、K空間の領域１に必要なデータ数は、m²/4個であり、1つのスライスエンコード量に対して、m/2個の位相エンコード量が必要となる。実施例1では、図7（ａ）のように一つのスライスエンコード量に対してm/2個の位相エンコード量を付加したエコー信号を取得してから、次のスライスエンコード量に移るようにする。K空間走査としては、図7（ｂ）のように１⇒２⇒３⇒・・・となる。領域２〜４についても同様に、K空間の中心からKy軸方向に順次データを取得していくものとする。実施例1では、図7のようにK空間走査を行ったが、K空間の中心からKz方向に順次データを取得してもよいし、全くランダムにデータを取得してもよい。また、K空間は図8（ａ）のようにオーバーラップ領域を作るように分割してもよいし、図８（ｂ）のように同心円状に分割してもよい。最後に、フィルターをかけてから（ステップ210）、逆フーリエ変換を行うことで感度画像を得る（ステップ211）。ステップ201からステップ206までの計測処理を全身コイル、マルチプルコイルについてそれぞれ行う。ただし、ステップ201の設定部分は、全身コイルとマルチプルコイルとで共通に用い、ステップ202からステップ211までの計測処理を全身コイルとマルチプルコイルのそれぞれについて行っても良い。

エコー信号をこのように呼吸変位に合わせてK空間に配置することで、結果として体動の影響を低減した感度画像の取得が期待できる。すなわち、画像の全体像を決定するＫ空間の低周波領域に様々な呼吸変位のデータを集めることで、呼吸変位に対して平均化した画像を得ることができ、結果として高分解能を必要としない感度画像では体動の影響を低減できる。

図３は、本実施例におけるシーケンサの内部構成を示す図である。図3において、３１は、例えば操作部２５から入力された情報に基づいて感度計測のパラメータを設定するパラメータ設定部であり、３２は、被検体の呼吸変位をモニタリングする呼吸変位モニタリング部であり、３３は、パラメータ設定部で設定された個数に応じて呼吸変位を分割する呼吸変位分割部であり、３４は、パラメータ設定部で設定された分割方法、個数に応じてＫ空間を分割するＫ空間分割部であり、３５は、Ｋ空間の各領域での位相エンコード、スライスエンコードの順序を決定するエンコード順序決定部であり、３６は、分割した呼吸変位の各領域と分割したＫ空間の各領域とを対応付ける対応付け部であり、３７は、変位に応じて位相エンコード、スライスエンコードの量を決定するエンコード量決定部であり、３８は、決定したエンコード量に応じて例えば傾斜磁場を印加するように制御するスキャン制御部である。これらは、通常、シーケンサを動作させるプログラムで構成されている。

第1の実施例では呼吸変位を4つに等分割した場合について述べてきたが、呼吸変位は図１の本発明の処理フローにあるように、一般にM個（M>0）に等分割してもよく、それに応じてK空間もM個に分割し、得られたエコー信号はそれに応じてK空間に配置する。呼吸変位の分割方法、分割数M、オーバーラップ領域（K空間を分割する各領域のθ）の設定はユーザがUI上から設定できるものとする。

ここまでは、呼吸変位を等分割する場合について述べてきたが、分割した各領域においてデータ点数（密度）が同じになるように、呼吸変位を分割してもよい。すなわち、図１の本発明フローのステップ203については変形例があり、以下に図9〜11を用いてその方法を示す。
まず、感度計測パラメータを設定し（ステップ301）、呼吸センサを用いて呼吸変位をモニタリング（ステップ302）しながら、感度計測シーケンスで呼吸周期最低1周期分の計測を行い、図10のように呼吸周期1周期分のデータ点数を把握する（ステップ303）。データ点数を把握したら、分割する領域のデータ点数が同じ個数になるようにする。その方法については後述する。ここでは、簡単のために呼吸変位を4つに分割する場合について述べるが、一般にM（M>0）個に分割してもよい。
分割する領域のデータ点数（密度）は以下のようにして、同じ個数になるようにする。まず、図10のように呼吸変位を4つに等分割し、各領域のデータ点数を用いて、ヒストグラムを作成する（ステップ304）。ヒストグラムから図11のように各領域のデータ点数が等しくなるような変位座標を記憶する（ステップ305）。さらに、記憶した変位座標を元に、呼吸変位を自動的に4つに再分割する（ステップ306）ことで各領域のデータ点数（密度）がおおよそ等しくなる。
データ点数を把握する呼吸周期の数は一般にN（N>0）でもよく、Nが大きければ精度が増す。呼吸変位の分割数M、データ点数を把握する呼吸周期の数NはユーザがUI上から設定する。
各領域のデータ点数（密度）はこのようにして等しくなるようにし、ステップ307〜ステップ314の処理に関しては、実施例1の処理フローのステップ204〜ステップ211と同様に行うものとする。

第2の実施例として、ナビゲーターエコーを用いて被検体の呼吸変位をモニタリングする場合について述べる。すなわち、図１の本発明フローの（ステップ202）についてもバリエーションがあり、以下に図12〜14を用いてその方法を述べる。例として、図13（ａ）のように呼気、吸気の腹部AX断面の画像を考える。ナビゲーターエコーを利用し、位相エンコード（R-L）をかけないでデータを取得したものをリードアウト方向（A-P）に逆フーリエ変換すると図13（ａ）のようにプロジェクションが得られる。このプロジェクションを利用して呼吸変位をモニタリングする。プロジェクションの長さと呼吸の相関関係は、感度画像計測の前に把握しておく必要があり、位置決め画像をナビゲーターエコーを付加したシーケンスで取得し、記憶する（ステップ401）。続いて、感度計測パラメータを設定（ステップ402）した後、プロジェクション長さと呼吸の相関関係を利用し、ステップ403〜ステップ407の処理を行う。プロジェクションの長さと呼吸の相関は図13（ｂ）のようになると考えられる。感度計測は図13（ｃ）のように感度計測シーケンスの間にナビパルスを付加したもので行い、プロジェクションによって得られた情報を元に位相エンコード量、スライスエンコード量を決定し（ステップ408）、エコー信号を取得する（ステップ409）。さらに、エコー信号をプロジェクション長さに応じて図14のようにK空間に配置し（ステップ410）、逆フーリエ変換を行うことで感度画像を得る（ステップ412）。ただし、位相エンコード量、スライスエンコード量の決定方法は実施例1の図１の処理（ステップ207）に準ずるものとする。また、エコー信号をプロジェクション長さに応じてK空間に配置する目的は実施例1と同様である。簡単のために、プロジェクションの長さを4つの領域に分割した場合を考えると、図14のようになるが、プロジェクションの長さは一般にM（M>0）個の領域に分割してもよい。また、領域の分割はプロジェクション長さを等分割してもよいし、各領域のデータ点数（密度）が同じになるように分割してもよい。各領域のデータ点数（密度）が等しくなるように分割する場合は、実施例1を参考に、呼吸周期最低1周期分のデータ点数のヒストグラムを作成し、各領域のデータ点数（密度）が等しくなるようなプロジェクション長さで分割する。呼吸周期の数N、分割数MはユーザがUI上から設定できる。
また、実施例2ではA-P方向のみについてのプロジェクションの長さを利用する方法を説明したが、A-P、R-L、H-Fの3軸全ての方向に対してのプロジェクションを利用してもよい。

第3の実施例として、呼吸変位を時間軸に対して垂直に分割する方法について述べる。呼吸変位の分割方法は、図15に示すように時間軸に対して垂直に分割しても良い。この分割方法に対しても、実施例1、2のような呼吸変位、もしくはプロジェクションの長さに応じたエコー信号取得、エコー信号のK空間配置ができる。

本発明は、RF受信コイルの感度補正を行うようにした磁気共鳴イメージング装置に用いることができる。

1・・・被検体、2・・・静磁場発生系、3・・・傾斜磁場発生系、4・・・シーケンサ、5・・・送信系、6・・・受信系、7・・・信号処理系、8・・・中央処理装置（CPU）、9・・・傾斜磁場コイル、10・・・傾斜磁場電源、11・・・高周波発信器、12・・・変調器、13・・・高周波増幅器、14a・・・高周波コイル（送信コイル）、14b・・・高周波コイル（受信コイル）、15・・・信号増幅器、16・・・直交位相検波器、17・・・A/D変換器、18・・・磁気ディスク、19・・・光ディスク、20・・・ディスプレイ、21・・・ROM、22・・・RAM、23・・・トラックボール又はマウス、24・・・キーボード、25・・・操作部、26・・・呼吸センサ、31・・・パラメータ設定部、32・・・呼吸変位モニタリング部、33・・・呼吸変位分割部、34・・・Ｋ空間分割部、35・・・エンコード順序決定部、36・・・対応付け部、37・・・エンコード量決定部、38・・・スキャン制御部。

Claims

ＲＦ受信コイルと、ほぼ均一な感度分布を持つ全身コイルと、前記ＲＦ受信コイルと前記全身コイルにより受信されたＮＭＲ信号からＭＲ画像を得る信号処理手段と、被検体の検査領域に作用する磁場の制御と前記ＮＭＲ信号の処理の制御を行う制御手段とを備え、前記ＲＦ受信コイルおよび前記全身コイルを用いて計測した信号から当該ＲＦ受信コイルまたは当該全身コイルの感度画像を作成するとともに、前記ＲＦ受信コイルで被検体のＮＭＲ信号を計測し、当該被検体のＮＭＲ信号と前記感度画像とを用いてＭＲ画像を作成する核磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御手段は、前記ＲＦ受信コイルまたは前記全身コイルを用いて計測した信号から当該ＲＦ受信コイルまたは当該全身コイルの感度画像を作成するための構成として、
被検体の周期的な動きをモニタリングするモニタリング部と、
被検体の動きを複数の領域に分割する分割部と、
Ｋ空間を複数の領域に分割するＫ空間分割部と、
Ｋ空間での各領域での位相エンコードおよびスライスエンコードの順序を決定するエンコード順序決定部と、
被検体の動きとＫ空間の各領域を対応付ける対応付け部と、
被検体の動きに応じて位相エンコードおよびスライスエンコード量を決定するエンコード量決定部と、
該決定された位相エンコードおよびスライスエンコード量に応じて傾斜磁場の制御を行うスキャン制御部と
を有し、
前記被検体の動きを複数の領域に分割する分割部が、分割した各領域においてデータ点数が同じになるように複数の領域に分割することを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置。
請求項１に記載の核磁気共鳴イメージング装置において、
前記ＲＦ受信コイルが、小径ＲＦ受信コイルを複数組み合わせたマルチプルコイルであることを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置。
請求項１または請求項２に記載の核磁気共鳴イメージング装置において、
前記被検体の周期的な動きが、呼吸変位または心拍変位であり、前記モニタリング部が、被検体の呼吸変位または心拍変位をモニタリングし、前記被検体の動きを複数の領域に分割する分割部が、呼吸変位または心拍変位を複数の領域に分割することを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置。
請求項１〜請求項３の何れか一つに記載の核磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御手段が、さらに、感度計測パラメータを設定するパラメータ設定部を有し、前記分割部が、前記パラメータ設定部で設定した個数に応じて被検体の動きを複数の領域に分割し、前記Ｋ空間分割部が、前記パラメータ設定部で設定した分割方法、個数に応じてＫ空間を複数の領域に分割するものであることを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置。
請求項１〜請求項４の何れか一つに記載の核磁気共鳴イメージング装置において、
前記被検体の動きを複数の領域に分割する分割部が、被検体の動きを、時間軸に平行に分割するものであること、または、時間軸に対して垂直に分割するものであることを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置。
請求項３に記載の核磁気共鳴イメージング装置において、
被検体の呼吸変位のモニタリングを、呼吸センサまたはナビゲーターエコーを用いて行うことを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置。
請求項１〜請求項６の何れか一つに記載の核磁気共鳴イメージング装置において、
前記Ｋ空間分割部は、Ｋ空間の低周波領域に様々な呼吸変位のデータが集まるようにＫ空間を分割することを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置。
請求項１〜請求項６の何れか一つに記載の核磁気共鳴イメージング装置において、
前記Ｋ空間分割部は、Ｋ空間座標軸に平行に、またはＫ空間原点を通る放射状に、または同心円状にＫ空間を分割することを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置。
請求項１〜請求項６の何れか一つに記載の核磁気共鳴イメージング装置において、
前記Ｋ空間分割部は、分割領域の一部がオーバーラップするようにＫ空間を分割することを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置。
ＲＦ受信コイルと、ほぼ均一な感度分布を持つ全身コイルと、前記ＲＦ受信コイルと前記全身コイルにより受信されたＮＭＲ信号からＭＲ画像を得る信号処理部と、被検体の検査領域に作用する磁場の制御と前記ＮＭＲ信号の処理の制御を行う制御部とを備える核磁気共鳴イメージング装置において、前記ＲＦ受信コイルおよび前記全身コイルを用いて計測した信号から当該ＲＦ受信コイルまたは当該全身コイルの感度画像を作成する感度画像作成ステップと、前記ＲＦ受信コイルで被検体のＮＭＲ信号を計測する本計測ステップと、当該被検体のＮＭＲ信号と前記感度画像とを用いてＭＲ画像を作成する画像作成ステップとを有する核磁気共鳴イメージング装置の作動方法であって、
前記ＲＦ受信コイルおよび前記全身コイルを用いて計測した信号から当該ＲＦ受信コイルまたは当該全身コイルの感度画像を作成する感度画像作成ステップが、
被検体の周期的な動きをモニタリングするステップと、
被検体の動きを複数の領域に分割するステップと、
Ｋ空間を複数の領域に分割するステップと、
Ｋ空間の各領域での位相エンコードおよびスライスエンコードの順序を決定するステップと、
被検体の動きとＫ空間の各領域を対応付けるステップと、
被検体の動きに応じて位相エンコードおよびスライスエンコード量を決定するステップと、
該決定された位相エンコードおよびスライスエンコード量に応じてエコー信号を取得するステップと、
取得したエコー信号を被検体の動きに応じてＫ空間に配置するステップと
を有し、
前記被検体の動きを複数の領域に分割するステップが、分割した各領域においてデータ点数が同じになるように複数の領域に分割することを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置の作動方法。
請求項１０に記載の核磁気共鳴イメージング装置の作動方法において、
前記ＲＦ受信コイルが、小径ＲＦ受信コイルを複数組み合わせたマルチプルコイルであることを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置の作動方法。
請求項１０または請求項１１に記載の核磁気共鳴イメージング装置の作動方法において、
前記被検体の周期的な動きをモニタリングするステップが、呼吸変位または心拍変位をモニタリングするものであることを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置の作動方法。
請求項１０〜請求項１２の何れか一つに記載の核磁気共鳴イメージング装置の作動方法において、
前記感度計測ステップが、さらに、感度計測パラメータを設定するステップを有し、前記被検体の動きを複数の領域に分割するステップが、前記感度計測パラメータを設定するステップで設定した個数に応じて複数の領域に分割するものであり、前記Ｋ空間を複数の領域に分割するステップが、前記感度計測パラメータを設定するステップで設定した分割方法、個数に応じてＫ空間を複数の領域に分割するものであることを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置の作動方法。
請求項１０〜請求項１３の何れか一つに記載の核磁気共鳴イメージング装置の作動方法において、
前記被検体の動きを複数の領域に分割するステップが、被検体の動きを、時間軸に平行に分割するものであること、または、時間軸に対して垂直に分割するものであることを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置の作動方法。
請求項１２に記載の核磁気共鳴イメージング装置の作動方法において、
被検体の呼吸変位のモニタリングを、呼吸センサまたはナビゲーターエコーを用いて行うことを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置の作動方法。