JP6489744B2 - 磁気共鳴装置およびプログラム - Google Patents
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Description
前記第1の磁気共鳴信号を受信する複数のチャネルを有するコイルと、
前記複数のチャネルの中から、前記動く部位の端部の近くに配置される第1のチャネルを選択するチャネル選択手段と、
前記第1のチャネルが受信した前記第1の磁気共鳴信号に基づいて、前記スキャンにおける前記撮影部位の動きを表す動き情報を含む生体信号を生成する生成手段と、を有する磁気共鳴装置である。
前記複数のチャネルの中から、前記動く部位の端部の近くに配置される第1のチャネルを選択するチャネル選択処理と、
前記第1のチャネルが受信した前記第1の磁気共鳴信号に基づいて、前記スキャンにおける前記撮影部位の動きを表す動き情報を含む生体信号を生成する生成処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
図1は、本発明の第1の形態の磁気共鳴装置の概略図である。
磁気共鳴装置(以下、「MR装置」と呼ぶ。MR:Magnetic Resonance)100は、マグネット2、テーブル3、受信RFコイル(以下、単に「コイル」と呼ぶ)4などを有している。
コイル4は、被検体12の胴部に取り付けられている。
コイル4は、コイル部4aとコイル部4bとを有している。コイル部4aは、被検体12の前側(腹部側)に配置されるコイルであり、4つのチャネルCH1、CH2、CH3、およびCH4を有している。4つのチャネルCH1〜CH4は2行2列に並んでいる。
第1の形態では、撮影対象の臓器は肝臓であるので、コイル部4aおよび4bは肝臓の近くに装着される。
MR装置100は、更に、送信器5、勾配磁場電源6、コンピュータ7、操作部10、および表示部11などを有している。
チャネル選択手段82は、後述するデータベースに基づいて、コイル4が有するチャネルCH1〜CH8の中から、肝臓の端部E1(図3参照)の近くに配置されるチャネルを選択する。
呼吸信号生成手段83は、チャネル選択手段82により選択されたチャネルの受信信号に基づいて、呼吸信号を生成する。
判断手段84は、イメージング信号を画像再構成の信号として受け入れるか否かを判断する。
MR装置100は、上記のように構成されている。
第1の形態では、ローカライザスキャンLSおよび本スキャンMSなどが実行される。
本スキャンMSは、マルチスライス法により、n枚のスライスL1〜Lnの画像を取得するためのスキャンである。本スキャンMSでは、先ず、期間P1において、スライスL1〜Lnの画像を取得するためのシーケンスC1〜Cnが実行される。図9には、シーケンスC1の例が概略的に示されている。シーケンスC1は、DCセルフナビゲータ法により、k空間の中心のデータを表すMR信号(以下、「DC信号」と呼ぶ)Aと、画像を作成するために使用されるMR信号(以下、「イメージング信号」と呼ぶ)Bとを収集するように構成されている。
ステップST1では、ローカライザスキャンLSが実行される。ローカライザスキャンLSを実行することにより、画像D(図7参照)が取得される。ローカライザスキャンLSを実行した後、ステップST2に進む。
図11には、期間P1においてシーケンスC1〜Cnを実行することにより収集されるDC信号Aとイメージング信号Bとが概略的に示されている。尚、図11では、期間P1で得られる複数のDC信号Aを区別するために、符号Aには、添え字「11」、「12」、・・・「1n」を付してある。同様に、イメージング信号Bを区別するために、符号Bにも、添え字「11」、「12」、・・・「1n」を付してある。
図12では、期間P2で得られる複数のDC信号Aを区別するために、符号Aには、添え字「21」、「22」、・・・「2n」を付してある。同様に、イメージング信号Bを区別するために、符号Bにも、添え字「21」、「22」、・・・「2n」を付してある。
図13では、期間Pmで得られる複数のDC信号Aを区別するために、符号Aには、添え字「m1」、「m2」、・・・「mn」を付してある。同様に、イメージング信号Bを区別するために、符号Bにも、添え字「m1」、「m2」、・・・「mn」を付してある。
先ず、図14に示すように、期間P1において、シーケンスC1が実行される。シーケンスC1を実行することにより、スライスL1から、DC信号A11とイメージング信号B11とが収集される。
図17では、期間P1においてチャネルCH1〜CH8から出力された信号を加算することにより、チャネルCH1〜CH8の信号を合成する例が示されている。チャネルCH1〜CH8の全信号を加算することにより、合成信号A1が得られる。
期間P1においてシーケンスを実行した後、期間P2に移行する。
期間P2でも、期間1と同様にシーケンスが実行され、チャネルの信号が合成される。そして、合成信号A2の積分値S2を求める。積分値S2が、期間P2における被検体の呼吸信号の信号値として使用される。
図20には、図14〜図19に示す方法で求められた呼吸信号Q1と、理想の呼吸信号Q2が示されている。
図21(a)は、全チャネルの合成信号から求めた呼吸信号V0を示す図である。図21(a)を参照すると、呼吸信号V0の振幅はあまり大きくならないことがわかる。
期間P1においてシーケンスを実行した後、期間P2に移行する。
期間P2でも、期間1と同様にシーケンスC1〜Cnが実行される。呼吸信号生成手段83は、チャネルCH3、CH4、CH7、およびCH8の出力信号は破棄し、選択されたチャネルCH1、CH2、CH5、およびCH6の出力信号のみを合成(加算)することにより、合成信号A2を生成する。そして、呼吸信号生成手段83は、合成信号A2の積分値S2を求める。積分値S2が、期間P2における被検体の呼吸信号の信号値として使用される。
第1の形態では、肝臓の端部E1の近くに位置するチャネルCH1、CH2、CH5、およびCH6の出力信号のみを合成(加算)している。チャネルCH1、CH2、CH5、およびCH6の出力信号は同じタイミングで増減するので、これらのチャネルの出力信号のみを合成することにより、被検体の呼吸に応じて大きく変化する呼吸信号Vsynを取得することができる。
判断手段84(図5参照)は、先ず、被検体の息の吐き終わりの位置に相当する信号値x0を求める。息の吐き終わりの信号値x0は、例えば、呼吸信号のピーク値を参考にして求めることができる。次に、呼吸信号の最大値と最小値との差ΔDを求める。そして、息の吐き終わりの信号値x0を中心として、差ΔDのx%(例えば、x=20)の範囲AWを設定する。このようにして設定された範囲AWを、イメージング信号Bを受け入れる許容範囲AWと定める。そして、判断手段84は、呼吸信号が許容範囲AWに含まれている場合、イメージング信号を画像再構成に使用する信号として受け入れると判断する。一方、判断手段84は、呼吸信号が許容範囲AWに含まれていない場合、イメージング信号を画像再構成に使用する信号として受け入れることを拒否すると判断する。図27を見ると、期間P1の信号値(積分値)S1は許容範囲AWに含まれていないので、期間P1に収集されたイメージング信号B11〜B1n(図24参照)は拒否される。しかし、期間P2の信号値(積分値)S2は許容範囲AWに含まれているので、期間P2に収集されたイメージング信号B21〜B2n(図25参照)は受け入れると判断される。以下同様に、各期間の呼吸信号が許容範囲AWに含まれているか否に応じて、イメージング信号を受け入れるか拒否するかを判断する。
期間Pm+1では、イメージング信号B11〜B1nを収集するためのシーケンスC1〜Cnが実行される。シーケンスC1〜Cnを実行することにより、DC信号A11〜A1nと、イメージング信号B11〜B1nとが再収集される。
期間Pm+2でも、期間Pm+1と同様に、イメージング信号B11〜B1nを再収集するためのシーケンスC1〜Cnが実行される。シーケンスC1〜Cnを実行することにより、DC信号A11〜A1nと、イメージング信号B11〜B1nとが再収集される。
このようにして、拒否されたイメージング信号を再収集した後、画像再構成が行われる。
第1の形態では、肝臓の端部E1の近くに配置されるチャネルCH1、CH2、CH5、およびCH6をデータベースに登録しておき、データベースの情報を参照することにより、チャネルCH1〜CH8の中から、チャネルCH1、CH2、CH5、およびCH6を選択している。第2の形態では、データベースにチャネルを登録せずに、チャネルCH1〜CH8の中から、肝臓の端部E1の近くに配置されるチャネルCH1、CH2、CH5、およびCH6を選択する例について説明する。尚、MR装置のハードウエア構成は、第1の形態と同じである。
プロセッサ8は、メモリ9に記憶されているプログラムを読み出すことにより、スライス設定手段81〜判断手段84などを構成する。
プロファイル作成手段811は、後述するプレスキャンPS(図32参照)により収集されたMR信号に基づいて、撮影部位のz方向における各位置と信号値との関係を表すプロファイルを作成する。
チャネル選択手段82は、プロファイル作成手段811により作成されたプロファイルに基づいて、コイル4が有するチャネルCH1〜CH8の中から、肝臓の端部E1(図3参照)の近くに配置されるチャネルを選択する。
呼吸信号生成手段83は、チャネル選択手段82により選択されたチャネルの出力信号に基づいて、呼吸信号を生成する。
判断手段84は、イメージング信号を画像再構成の信号として受け入れるか否かを判断する。
第2の形態では、ローカライザスキャンLS、プレスキャンPS、および本スキャンMSが実行される。第2の形態は、第1の形態と比較すると、ローカライザスキャンLSおよび本スキャンMSが実行される点は同じであるが、ローカライザスキャンLSと本スキャンMSとの間にプレスキャンPSが実行される点が異なっている。
図32には、プレスキャンPSで実行されるシーケンスHが示されている。シーケンスHは、Gy方向に位相エンコード勾配パルスが印加されていない点を除いて、図9に示すパルスシーケンスと同じである。
ステップST1およびST2は第1の形態と同じであるので詳細な説明は省略する。ステップST2においてスライスL1〜Ln(図8参照)を設定した後、ステップST21に進む。
プレスキャンPSでは、スライスL1〜Lnのうちのいずれか一枚のスライスのみが励起され、励起された一枚のスライスからDC信号A0およびイメージング信号B0を収集する。第2の形態では、スライスL1〜Lnのうちの中央のスライスLcを励起するとする。したがって、スライスLcからDC信号A0とイメージング信号B0とが収集される。
プリスキャンPSを実行した後、ステップST22に進む。
プロファイルF1〜F8を作成した後、ステップST23に進む。
チャネル選択手段82は、先ず、プロファイルF1〜F8の各々のz方向の範囲za〜zbを2分する中心位置zcを規定する。図37に、中心位置zcを示す。中心位置zcを規定した後、チャネル選択手段82は、各プロファイルに対して、区間za〜zcにおける積分値Saと、区間zc〜zbにおける積分値Sbとを算出する。図38に、プロファイルごとに算出された積分値SaおよびSbを示す。
チャネルを選択した後、ステップST3に進む。
第3の形態では、コイル4が複数のコイルモードを有する場合について説明する。尚、コイル4以外のMR装置のハードウエア構成は、第1の形態(図1参照)と同じである。
(2)コイルモードM2(チャネルCH5+CH6+CH7+CH8)
(3)コイルモードM3(チャネルCH1+CH2+CH3+CH4
+CH5+CH6+CH7+CH8)
データベースには、コイル4を表す項目aと、コイル4が有するコイルモードを表す項目a1と、コイルモードが有するチャネルを表す項目bと、チャネルが肝臓の肺側の端部E1の近くに配置されるか否かを表す項目cが登録されている。項目cの記号「○」は、チャネルが肝臓の端部E1の近くに配置されることを示している。ここでは、チャネルCH1、CH2、CH5、およびCH6が、肝臓の端部E1の近くに配置されるチャネルとして登録されている。
プロセッサ8は、メモリ9に記憶されているプログラムを読み出すことにより、コイルモード選択手段80〜判断手段84などを構成する。
スライス設定手段81は、操作部10から入力された情報に基づいて、スライスを設定する。
チャネル選択手段82は、データベース(図40参照)に基づいて、選択されたコイルモードが有するチャネルの中から、肝臓の端部E1(図3参照)の近くに配置されるチャネルを選択する。
呼吸信号生成手段83は、チャネル選択手段82により選択されたチャネルの出力信号に基づいて、呼吸信号を生成する。
判断手段84は、イメージング信号を画像再構成の信号として受け入れるか否かを判断する。
以下に、第3の形態におけるMR装置の動作フローについて説明する。
ステップST0では、ローカライザスキャンLSを実行する前に、オペレータが操作部10を操作し、コイルモードM1〜M3の中から被検体を撮影するときに使用するコイルモードを選択するための情報を入力する。この情報が入力されると、コイルモード選択手段80(図41参照)は、操作部10から入力された情報に基づいて、コイルモードM1〜M3の中から、被検体を撮影するときに使用するコイルモードを選択する。ここでは、コイルモードM1が選択されたとする。コイルモードM1を選択した後、ステップST1に進む。
図43は、第3の形態における本スキャンMSの説明図である。
先ず、期間P1において、シーケンスC1が実行される。シーケンスC1を実行することにより、スライスL1から、DC信号A11とイメージング信号B11とが収集される。
第4の形態では、第3の形態と同様に、コイル4がコイルモードM1〜M3を有する場合について説明する。ただし、第4の形態では、データベースにチャネルを登録せずに、第2の形態のプレスキャンPS(図32参照)を用いてチャネルを選択する例について説明する。尚、コイル4以外のMR装置のハードウエア構成は、第1の形態(図1参照)と同じである。
プロセッサ8は、メモリ9に記憶されているプログラムを読み出すことにより、コイルモード選択手段80〜判断手段84などを構成する。
スライス設定手段81は、操作部10から入力された情報に基づいて、スライスを設定する。
プロファイル作成手段811は、プレスキャンPSにより収集されたMR信号に基づいて、撮影部位のz方向における各位置と信号強度との関係を表すプロファイルを作成する。
チャネル選択手段82は、プロファイル作成手段811により作成されたプロファイルに基づいて、選択されたコイルモードが有するチャネルの中から、肝臓の端部E1(図3参照)の近くに配置されるチャネルを選択する。
呼吸信号生成手段83は、チャネル選択手段82により選択されたチャネルの出力信号に基づいて、呼吸信号を生成する。
判断手段84は、イメージング信号を画像再構成の信号として受け入れるか否かを判断する。
以下に、第4の形態におけるMR装置の動作フローについて説明する。
ステップST0では、コイルモードが選択される。第4の形態でも、第3の形態と同様に、コイルモードM1が選択されたとする。コイルモードM1を選択した後、ステップST1に進む。
図46はプレスキャンPSの説明図である。
プレスキャンPSでは、スライスL1〜Lnのうちのいずれか一枚のスライスのみが励起され、励起された一枚のスライスからDC信号A0およびイメージング信号B0を収集する。第2の形態では、スライスL1〜Lnのうちの中央のスライスLcを励起するとする。したがって、スライスLcからDC信号A0とイメージング信号B0とが収集される。
プリスキャンPSを実行した後、ステップST22に進む。
チャネルを選択した後、ステップST3に進む。
3 テーブル
3a クレードル
4 コイル
5 送信器
6 勾配磁場電源
7 制御部
8 プロセッサ
9 メモリ
10 操作部
11 表示部
12 被検体
21 ボア
80 コイルモード選択手段
81 スライス設定手段
82 チャネル選択手段
83 呼吸信号生成手段
84 判断手段
100 MR装置
Claims (17)
- 動く部位を含む撮影部位を横切るスライスを励起し、励起されたスライスから、生体信号を生成するための第1の磁気共鳴信号と、前記スライスの画像を作成するための第2の磁気共鳴信号とを発生させるための本スキャンを実行し、前記第1の磁気共鳴信号に基づいて、前記本スキャンにおける前記撮影部位の動きを表す動き情報を含む生体信号を生成する磁気共鳴装置であって、
前記本スキャンの前に、前記スライスから第3の磁気共鳴信号を発生させるためのプレスキャンを実行するスキャン部と、
前記プレスキャンおよび前記本スキャンにより発生する磁気共鳴信号を受信する複数のチャネルを有するコイルと、
前記プレスキャンにおいて前記コイルのチャネルごとに収集された前記第3の磁気共鳴信号に基づいて、前記チャネルごとに、前記撮影部位の所定方向に関する各位置の信号値を表すプロファイルを作成するプロファイル作成手段と、
前記プロファイルに基づいて、前記複数のチャネルの中から、前記動く部位の端部の近くに配置される第1のチャネルを選択するチャネル選択手段と、
を有し、
前記本スキャンでは、前記チャネル選択手段により選択された前記第1のチャネルが受信した前記第1の磁気共鳴信号に基づいて、前記生体信号が生成される、磁気共鳴装置。 - 前記生体信号を生成する生成手段を有する、請求項1に記載の磁気共鳴装置。
- 前記チャネル選択手段は、前記プロファイルに基づいて、前記複数のチャネルの中から、少なくとも二つの第1のチャネルを選択し、
前記生成手段は、前記少なくとも二つの第1のチャネルが受信した前記第1の磁気共鳴信号を合成し、合成により得られた合成信号に基づいて、前記生体信号を生成する、請求項2に記載の磁気共鳴装置。 - 前記複数のチャネルは、前記第1のチャネルよりも前記動く部位の端部から離れた位置に配置される第2のチャネルを含んでおり、
前記第1のチャネルと前記第2のチャネルは、前記所定方向の位置が異なっている、請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。 - 前記チャネル選択手段は、前記プロファイルの特性を表す特性値を算出し、前記特性値に基づいて、前記第1のチャネルを選択する、請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
- 前記チャネル選択手段は、
前記プロファイルの前記所定方向の範囲を、第1の範囲と第2の範囲に分け、前記第1の範囲における第1の積分値と、前記第2の範囲における第2の積分値とを算出し、
前記第1の積分値と前記第2の積分値とに基づいて前記特性値を算出する、請求項5に記載の磁気共鳴装置。 - 前記スライスは前記所定方向に平行である、請求項1〜6のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
- 前記スライスはサジタルスライスである、請求項7に記載の磁気共鳴装置。
- 前記コイルは、
前記複数のチャネルのうちの少なくとも一つ以上のチャネルからなるコイルモードを複数有している、請求項1〜8のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。 - 前記コイルが有する複数のコイルモードの中から、被検体を撮影するときに使用する第1のコイルモードを選択するコイルモード選択手段を有し、
前記第1のコイルモードは前記第1のチャネルを有している、請求項9に記載の磁気共鳴装置。 - 前記第1のコイルモードは、前記第1のチャネルよりも前記動く部位の端部から離れた位置に配置される第2のチャネルを有し、
前記第2のチャネルが受信した前記第1の磁気共鳴信号は、前記生体信号を生成するためには使用されない、請求項10に記載の磁気共鳴装置。 - 前記生体信号に基づいて、前記第2の磁気共鳴信号を画像再構成の信号として受け入れるか否かを判断する判断手段を有する、請求項1〜11のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
- 前記第1の磁気共鳴信号は、k空間の中心のデータを表す信号である、請求項1〜12のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
- 前記動く部位は肝臓であり、
前記動く部位の端部は、肝臓の肺側の端部である、請求項1〜13のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。 - 前記動く部位は肝臓であり、
前記動く部位の端部は、肝臓の肺側とは反対側の端部である、請求項1〜13のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。 - 前記生体信号は呼吸信号である、請求項1〜15のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
- 動く部位を含む撮影部位を横切るスライスを励起し、励起されたスライスから、生体信号を生成するための第1の磁気共鳴信号と、前記スライスの画像を作成するための第2の磁気共鳴信号とを発生させるための本スキャンを実行し、前記第1の磁気共鳴信号に基づいて、前記本スキャンにおける前記撮影部位の動きを表す動き情報を含む生体信号を生成する磁気共鳴装置であって、前記本スキャンの前に、前記スライスから第3の磁気共鳴信号を発生させるためのプレスキャンを実行するスキャン部と、前記プレスキャンおよび前記本スキャンにより発生する磁気共鳴信号を受信する複数のチャネルを有するコイルとを備えた磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記プレスキャンにおいて前記コイルのチャネルごとに収集された前記第3の磁気共鳴信号に基づいて、前記チャネルごとに、前記撮影部位の所定方向に関する各位置の信号値を表すプロファイルを作成するプロファイル作成処理と、
前記プロファイルに基づいて、前記複数のチャネルの中から、前記動く部位の端部の近くに配置される第1のチャネルを選択するチャネル選択処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記本スキャンでは、前記チャネル選択処理により選択された前記第1のチャネルが受信した前記第1の磁気共鳴信号に基づいて、前記生体信号が生成される、プログラム。
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