磁共振成像裝置和照射磁場分布測量方法
【專利摘要】本發(fā)明的磁共振成像裝置為了能夠高速地得到多信道的發(fā)送RF線圈的各信道的照射磁場分布，針對(duì)發(fā)送線圈的全部或一部分的多個(gè)信道，取得通過一個(gè)信道或2個(gè)以上的信道的組合進(jìn)行照射所得的圖像，取得通過多個(gè)信道全體進(jìn)行照射時(shí)的照射磁場分布，使用所取得的多個(gè)信道全體的照射磁場分布、根據(jù)各信道的圖像和多個(gè)信道全體的圖像所計(jì)算出的相位差，計(jì)算各信道的照射磁場分布。
【專利說明】磁共振成像裝置和照射磁場分布測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磁共振成像裝置(以下稱為MRI裝置)，特別涉及一種具備測量向被檢測體照射高頻磁場的照射線圈的照射磁場分布的功能的MRI裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]MRI裝置是以下的裝置，即在將被檢測體配置在均勻靜磁場中的狀態(tài)下，測量通過向被檢測體施加高頻磁場脈沖而產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)，通過核磁共振信號(hào)的計(jì)算來重構(gòu)被檢測體的圖像。通過使用高磁場的磁場產(chǎn)生裝置作為配置被檢測體的靜磁場，能夠得到高SN的圖像。
[0003]近年來，伴隨著超導(dǎo)磁鐵的開發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)3T以上的高磁場的高磁場MRI裝置正在普及。在高磁場MRI中，能夠得到高的SN，但在腹部攝像等中存在圖像產(chǎn)生塊斑的問題。作為該塊斑的原因之一，有激勵(lì)被檢測體的組織內(nèi)的原子自旋的高頻磁場脈沖(稱為發(fā)送RF脈沖)的磁場分布(BI分布)的不均勻。一般，用于激勵(lì)的高頻磁場的共振頻率與靜磁場強(qiáng)度成正比，因此在高磁場MRI中，需要照射頻率比現(xiàn)在的高頻磁場高的頻率的磁場。在該情況下，生物體內(nèi)的高頻磁場的波長成為與生物體(特別是腹部)的大小相同的尺度。因此，高頻磁場的相位由于生物體內(nèi)的位置而變化,變現(xiàn)為圖像塊斑。
[0004]作為用于解決該高頻磁場的不均勻的技術(shù)有RF勻場。在RF勻場中，使用具有多個(gè)信道的發(fā)送RF線圈，獨(dú)立地控制賦予各個(gè)信道的RF脈沖的強(qiáng)度和相位，由此降低BI分布的不均勻。為了決定賦予各信道的RF脈沖的強(qiáng)度和相位，對(duì)于每個(gè)被檢測體、每個(gè)攝像部位都需要各信道的BI分布，提出BI分布的各種測量方法。
[0005]測量BI分布的一般方法是被稱為雙角法(Double Angle:DAM)的方法，通過使用任意的翻轉(zhuǎn)角的RF脈沖進(jìn)行攝像所得的圖像和使用其2倍的翻轉(zhuǎn)角的RF脈沖進(jìn)行攝像所得的圖像的計(jì)算來測量BI(非專利文獻(xiàn)I)。另外，還提出了以下的方法:通過取得在施加前置脈沖后取得的圖像和不施加前置脈沖而取得的圖像之間的比來計(jì)算BI分布(非專利文獻(xiàn)2 );根據(jù)相同的翻轉(zhuǎn)角的RF脈沖，使用TR不同的一組脈沖時(shí)序得到圖像數(shù)據(jù)，使用這些圖像數(shù)據(jù)的信號(hào)的比和TR的比，計(jì)算B1分布(實(shí)際翻轉(zhuǎn)角(Actual Flip Angle)法:AFI)(非專利文獻(xiàn)3)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]非專利文獻(xiàn):
[0008]非專利文獻(xiàn)l:1nsko EK, Bolinger L 著，“Mapping of the radiofrequencyfield，，，Journal of magnetic resonance.Series A1993,103:82-85
[0009]非專利文獻(xiàn)2:H_P.Fautz, M.Vogel, P.Gross, A.Kerr, and Y.Zur 著，“Blmapping of coil arrays for parallel transmission，，、Proc.1ntl.Soc.Mag.Reson.Med.16(2008) 1247
[0010]非專利文獻(xiàn)3:Yarnykh VL 著，“Actual Flip-Angle Imaging in the PulsedSteady State:A Method for Rapid Three-Dimensional Mapping of the TransmittedRadiofrequency Field”、Magn.Reson.Med.2007,57:192-200
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的問題
[0012]在上述RF勻場中，需要對(duì)發(fā)送RF線圈的每個(gè)信道測量照射磁場分布，但在應(yīng)用上述的方法對(duì)每個(gè)信道進(jìn)行照射磁場分布的情況下，磁場分布測量與信道數(shù)成正比地增加。另外，在對(duì)每個(gè)信道測量照射磁場分布的情況下，在關(guān)注區(qū)域內(nèi)存在許多磁場強(qiáng)度小的區(qū)域，因此難以高精度地進(jìn)行測定。
[0013]因此，本發(fā)明的課題在于:高速地得到多信道的發(fā)送RF線圈的各信道的照射磁場分布。另外，其課題在于:防止對(duì)每個(gè)信道測量照射磁場分布的情況下的精度的降低。
[0014]解決問題的方案
[0015]為了解決上述問題，本發(fā)明在具備具有2個(gè)以上信道的發(fā)送線圈的MRI裝置中計(jì)算各信道的照射磁場分布，其中，針對(duì)發(fā)送線圈的全部或一部分的多個(gè)信道，取得通過I個(gè)信道或2個(gè)以上的信道的組合進(jìn)行照射得到的圖像，取得通過多個(gè)信道全體照射時(shí)的照射磁場分布，使用根據(jù)所取得的多個(gè)信道全體的照射磁場分布、各信道的圖像和多個(gè)信道全體的圖像計(jì)算出的相位差，計(jì)算各信道的照射磁場分布。
[0016]發(fā)明效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明，比較花費(fèi)時(shí)間的照射磁場分布測量只對(duì)發(fā)送線圈全體進(jìn)行一次即可，可以通過所測量到的照射磁場分布和圖像數(shù)據(jù)之間的計(jì)算來得到各信道的照射磁場分布，因此能夠大幅縮短照射磁場分布測量所需要的時(shí)間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是表示本發(fā)明所應(yīng)用的MRI裝置的全體概要的圖。
[0019]圖2是第一實(shí)施方式~第四實(shí)施方式所共通的控制部的功能框圖。
[0020]圖3是表示本發(fā)明的MRI裝置的動(dòng)作的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。
[0021]圖4是表不第一實(shí)施方式的用于BI分布測量的脈沖時(shí)序的圖。
[0022]圖5是說明第一實(shí)施方式的BI分布計(jì)算的概念的圖，(a)表示信道數(shù)為2的情況，(b)表示信道數(shù)為3以上的情況。
[0023]圖6是說明第二實(shí)施方式的BI分布計(jì)算的概念的圖。
[0024]圖7是表不第三實(shí)施方式的用于BI分布測量的脈沖時(shí)序的圖。
[0025]圖8是說明第三實(shí)施方式的BI分布計(jì)算的概念的圖。
[0026]圖9是說明第四實(shí)施方式的信道的分割的圖。
[0027]圖10是第五實(shí)施方式和第六實(shí)施方式所共通的控制部的功能框圖。
[0028]圖11是表示第五實(shí)施方式的處理步驟的流程圖。
[0029]圖12是表示第六實(shí)施方式的處理步驟的流程圖。
[0030]圖13是表示圖12的處理步驟的一部分的流程圖。
[0031]圖14是說明第六實(shí)施方式的BI分布計(jì)算的概念的圖，(a)表示步驟S143的計(jì)算，
(b)表示信步驟S105的計(jì)算。
[0032]圖15是表示實(shí)施例的結(jié)果的圖，(a)、(b)是表示在實(shí)施例中求出的信道C1、C2的BI分布的圖，(c)、(d)是表示在比較例子中求出的信道Cl、C2的BI分布的圖。
[0033]圖16 (a)~(d)是分別表示圖15的線輪廓的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]本實(shí)施方式的MRI裝置具備:攝像部(2~6)，其具備向被檢測體(1)照射高頻磁場的發(fā)送部(5)以及從被檢測體接收核磁共振信號(hào)的接收部(6);計(jì)算部(7、8)，其對(duì)接收部所取得的核磁共振信號(hào)進(jìn)行處理，進(jìn)行包含圖像重構(gòu)的計(jì)算；控制部(4、8)，其控制攝像部的攝像。發(fā)送部具備發(fā)送線圈(14a)，其具有2個(gè)以上的信道的發(fā)送線圈(14a)。
[0035]控制部具備:圖像取得時(shí)序(301、302)，其針對(duì)發(fā)送線圈的全部或一部分的多個(gè)信道，取得通過一個(gè)信道或2個(gè)以上信道的組合而進(jìn)行照射所得的部分照射圖像；照射磁場分布測量時(shí)序(310)，其測量通過多個(gè)信道全體進(jìn)行照射時(shí)的照射磁場分布。圖像取得時(shí)序也可以包括取得通過多個(gè)信道全體進(jìn)行照射所得的圖像的圖像取得時(shí)序(303 )。[0036]計(jì)算部具備:第一照射磁場分布計(jì)算部，其使用通過照射磁場分布測量時(shí)序取得的數(shù)據(jù)，計(jì)算多個(gè)信道全體的照射磁場分布；第二照射磁場分布計(jì)算部，其使用通過圖像取得時(shí)序取得的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)和由第一照射磁場分布計(jì)算部計(jì)算出的多個(gè)信道全體的照射磁場分布，計(jì)算構(gòu)成多個(gè)信道的每個(gè)信道的照射磁場分布。
[0037]具體地說，第二照射磁場分布計(jì)算部使用通過一部分信道照射得到的圖像(部分照射圖像)的相位、信道全體的圖像(全體圖像)的相位、由第一照射磁場分布計(jì)算部計(jì)算出的照射磁場分布，計(jì)算每個(gè)信道的照射磁場分布。在存在通過多個(gè)信道全體進(jìn)行照射的圖像取得時(shí)序(303)的情況下，信道全體的圖像既可以使用通過該圖像取得時(shí)序取得的圖像，也可以合成多個(gè)部分照射圖像。
[0038]圖像取得時(shí)序和照射磁場分布測量時(shí)序理想的是相同的脈沖時(shí)序。通過設(shè)為相同脈沖時(shí)序，在圖像數(shù)據(jù)之間的計(jì)算中，能夠消除包含在圖像數(shù)據(jù)中的靜磁場不均勻。
[0039]照射磁場分布測量時(shí)序例如是基于二倍角法(DAM)、擬合法以及實(shí)際翻轉(zhuǎn)角法(AFI)的脈沖時(shí)序的任意一個(gè)、或基于多TI法的脈沖時(shí)序。在采用基于多TI法的脈沖時(shí)序的情況下，第一照射磁場計(jì)算部例如通過對(duì)通過多個(gè)信號(hào)取得時(shí)序分別得到的圖像數(shù)據(jù)的每個(gè)像素求解聯(lián)立方程式，能夠求出每個(gè)像素的照射磁場強(qiáng)度，而計(jì)算照射磁場分布。
[0040]圖像取得時(shí)序能夠取得各種形式。另外，執(zhí)行圖像取得時(shí)序和照射磁場測量時(shí)序的順序既可以在照射磁場測量時(shí)序之前執(zhí)行圖像取得時(shí)序，也可以在照射磁場測量時(shí)序的TR后執(zhí)行圖像取得時(shí)序。
[0041]以下，參照附圖，進(jìn)一步說明本發(fā)明的MRI裝置的實(shí)施方式。此外，在用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式的全部圖中，對(duì)具有相同功能的部分附加相同符號(hào)，省略其重復(fù)的說明。
[0042]圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的MRI裝置的一個(gè)實(shí)施方式的框圖。該MRI裝置具備靜磁場產(chǎn)生部2、傾斜磁場產(chǎn)生部3、發(fā)送部5、接收部6、信號(hào)處理部7、時(shí)序產(chǎn)生器4、中央處理裝置(CPU) 8。
[0043]靜磁場產(chǎn)生部2在放置被檢測體I的空間中產(chǎn)生均勻的靜磁場，由永磁鐵方式、常導(dǎo)方式、或超導(dǎo)方式的靜磁場產(chǎn)生源(未圖示)構(gòu)成。如果是垂直磁場方式，則將靜磁場產(chǎn)生源配置在與被檢測體I的體軸垂直的方向上而產(chǎn)生均勻的靜磁場，如果是水平磁場方式，則將靜磁場產(chǎn)生源配置在體軸方向上而產(chǎn)生均勻的靜磁場。[0044]傾斜磁場產(chǎn)生部3由對(duì)作為MRI裝置的坐標(biāo)系(靜止坐標(biāo)系)的X、Y、Z的正交3軸方向施加傾斜磁場的傾斜磁場線圈9、驅(qū)動(dòng)各個(gè)傾斜磁場線圈的傾斜磁場電源10構(gòu)成。通過依照來自后述的時(shí)序產(chǎn)生器4的指令而驅(qū)動(dòng)各個(gè)線圈的傾斜磁場電源10，能夠向Χ、Υ、Ζ的3軸方向施加希望的傾斜磁場Gx、Gy、Gz。可以根據(jù)傾斜磁場的施加方法，選擇性地選通被檢測體的攝像切片，或?qū)倪x通區(qū)域產(chǎn)生的回波信號(hào)附加位置信息。
[0045]時(shí)序產(chǎn)生器4通過按照某個(gè)預(yù)定的脈沖時(shí)序重復(fù)施加高頻磁場脈沖(以下稱為“RF脈沖”)和傾斜磁場脈沖的控制部，在CPU8的控制下動(dòng)作，向發(fā)送部5、照射磁場產(chǎn)生部3以及接收部6發(fā)送被檢測體I的斷層圖像的數(shù)據(jù)收集所需要的各種指令。
[0046]發(fā)送部5為了使構(gòu)成被檢測體I的生物體組織的原子的原子核自旋產(chǎn)生核磁共振，向被檢測體I照射RF脈沖，由高頻振蕩器11、調(diào)制器12、高頻放大器13、發(fā)送側(cè)的高頻線圈(發(fā)送線圈)14a構(gòu)成。發(fā)送線圈在本實(shí)施方式中具有多個(gè)供電點(diǎn)(信道)，構(gòu)成為能夠調(diào)整所供給的高頻的強(qiáng)度和相位。與各信道對(duì)應(yīng)地具備多個(gè)高頻振蕩器11、調(diào)制器12以及高頻放大器13。在圖1中，表示出具有2個(gè)供電點(diǎn)的情況，但供電點(diǎn)的個(gè)數(shù)并不限于2。
[0047]按照基于來自時(shí)序產(chǎn)生器4的指令的定時(shí)而通過調(diào)制器12對(duì)從高頻振蕩器11輸出的RF脈沖進(jìn)行振幅調(diào)制，在通過高頻放大器13對(duì)該振幅調(diào)制后的RF脈沖進(jìn)行放大后，供給到與被檢測體I接近地配置的高頻線圈14a，由此向被檢測體I照射RF脈沖。反映后述的BI分布的測量結(jié)果而控制來自時(shí)序產(chǎn)生器4的定時(shí)和調(diào)制器12的調(diào)制。
[0048]接收部6檢測通過構(gòu)成被檢測體I的生物體組織的原子核自旋的核磁共振而釋放的回波信號(hào)(NMR信號(hào))，由接收側(cè)的高頻線圈(接收線圈)14b、信號(hào)放大器15、正交相位檢波器16以及A/D轉(zhuǎn)換器17構(gòu)成。通過與被檢測體I接近地配置的接收線圈14b檢測由于從發(fā)送線圈14a照射的電磁波而感應(yīng)出的被檢測體I的響應(yīng)NMR信號(hào),在通過信號(hào)放大器15放大后，按照基于來自時(shí)序產(chǎn)生器4的指令的定時(shí)通過正交相位檢波器16分割為正交的2個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)，分別通過A/D變換器17轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，發(fā)送到信號(hào)處理系統(tǒng)7。
[0049]此外，在圖1中，表示出個(gè)別設(shè)置發(fā)送用的高頻線圈14a和接收用的高頻線圈14b的結(jié)構(gòu)，但也可以構(gòu)成為一個(gè)高頻線圈(包含多線圈)兼作發(fā)送用和接收用。
[0050]信號(hào)處理部7具有:CPU8 ;進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理和處理結(jié)果的顯示和保存等，光盤19、磁盤18等的外部存儲(chǔ)裝置；以及由CRT等構(gòu)成的顯示器20。如果向CPU8輸入了來自接收系統(tǒng)6的數(shù)據(jù)，則CPU8執(zhí)行信號(hào)處理、圖像重構(gòu)等處理，將作為其結(jié)果的被檢測體I的斷層圖像顯示在顯示器20上，并且記錄到外部存儲(chǔ)裝置的磁盤18等中。
[0051]CPU8如圖2所示，除了具有作為信號(hào)處理部7的計(jì)算部70的功能以外，還具有作為控制裝置的各要素的控制部80的功能，作為控制部80的一個(gè)功能的時(shí)序控制部81經(jīng)由時(shí)序產(chǎn)生器4來執(zhí)行各種脈沖時(shí)序。預(yù)先作為程序安裝有脈沖時(shí)序。在本實(shí)施方式中，除了具備用于得到被檢測體的圖像的脈沖時(shí)序(圖像取得時(shí)序)以外，還具備用于測量發(fā)送線圈的高頻磁場分布(BI分布)的BI分布測量時(shí)序。
[0052]信號(hào)處理部7 (計(jì)算部70)具備:圖像重構(gòu)部71，其針對(duì)數(shù)字化的回波信號(hào)，進(jìn)行修正計(jì)算和傅立葉轉(zhuǎn)換等計(jì)算，進(jìn)行圖像重構(gòu)；圖像合成部72，其根據(jù)需要進(jìn)行圖像的合成；磁場分布計(jì)算部(73，74)，其使用通過各信道取得的該BI分布測量時(shí)序的測量結(jié)果，進(jìn)行BI分布的計(jì)算；RF計(jì)算部75，其計(jì)算賦予發(fā)送線圈的高頻脈沖的相位和振幅，其中，控制部80根據(jù)RF計(jì)算部75的計(jì)算結(jié)果，控制賦予發(fā)送線圈的高頻脈沖的相位和振幅。[0053]磁場分布計(jì)算部具備:第一照射磁場分布計(jì)算部73，其計(jì)算通過多個(gè)發(fā)送線圈全體進(jìn)行照射的情況下的照射磁場分布；第二照射磁場分布計(jì)算部74，其使用由第一照射磁場分布計(jì)算部73計(jì)算出的照射磁場分布以及由圖像重構(gòu)部71和圖像合成部72作成的圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算通過多個(gè)發(fā)送線圈的一部分信道進(jìn)行照射的情況下的照射磁場分布。RF計(jì)算部75包括:勻場部，其根據(jù)由照射磁場分布計(jì)算部計(jì)算出的每個(gè)信道的照射磁場分布，調(diào)整聞?lì)l脈沖的移送和振幅。
[0054]操作部25輸入MRI裝置的各種控制信息和通過上述信號(hào)處理部7進(jìn)行的處理的控制信息，由跟蹤球或鼠標(biāo)23以及鍵盤24構(gòu)成。該操作部25接近顯示器20而配置，操作者一邊觀看顯示器20，一邊通過操作部25交互地控制MRI裝置的各種處理。
[0055]此外，在圖1中，在插入被檢測體I的靜磁場產(chǎn)生部2的靜磁場空間內(nèi)，如果是垂直磁場方式，則與被檢測體I相對(duì)地設(shè)置發(fā)送側(cè)的高頻線圈14a和傾斜磁場線圈9，如果是水平磁場方式，則將發(fā)送側(cè)的高頻線圈14a和傾斜磁場線圈9設(shè)置為圍住被檢測體I。另外，將接收側(cè)的高頻線圈14b設(shè)置為與被檢測體I相對(duì)、或圍住被檢測體I。
[0056]在圖3中表示上述結(jié)構(gòu)的MRI裝置的攝像步驟的一個(gè)實(shí)施方式。如圖示那樣，攝像步驟包括用于測量BI分布的脈沖時(shí)序的執(zhí)行(S200)、使用通過步驟S200的脈沖時(shí)序得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行的每個(gè)信道的BI分布的計(jì)算(S210)、用于取得被檢測體的圖像等的攝像時(shí)序(主攝像時(shí)序)的計(jì)算(S220)、主攝像時(shí)序的執(zhí)行(S230)、使用通過攝像時(shí)序收集到的數(shù)據(jù)而進(jìn)行的圖像重構(gòu)(S240)、其他判斷步驟(S250、S260)。在步驟S200和S240中執(zhí)行的脈沖時(shí)序被安裝在時(shí)序產(chǎn)生器4中，可以經(jīng)由操作部25來設(shè)定執(zhí)行所需要的參數(shù)等，或依照CPU (計(jì)算部)8的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正。
[0057]本實(shí)施方式的主要特征在于用于測量BI分布的脈沖時(shí)序的執(zhí)行(S200)以及使用由此得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行的BI分布的計(jì)算(S210)。以下，說明其實(shí)施方式。
[0058]<第一實(shí)施方式>
[0059]本實(shí)施方式所采用的圖像取得時(shí)序是通過多個(gè)信道中的一個(gè)信道進(jìn)行照射的脈沖時(shí)序，一邊改變?cè)谡丈渲惺褂玫男诺酪贿吪c信道的個(gè)數(shù)相同次數(shù)地重復(fù)。在該情況下，第二照射磁場分布計(jì)算部使用通過每個(gè)信道取得的部分照射圖像和整體圖像，計(jì)算每個(gè)信道的照射磁場分布。
[0060]即，在本實(shí)施方式中，在步驟S200中，針對(duì)信道數(shù)為η的發(fā)送線圈，通過每一個(gè)信道進(jìn)行RF照射而取得圖像數(shù)據(jù)，并且通過全部信道進(jìn)行RF照射而取得整體圖像數(shù)據(jù)。另外，測量通過全部信道進(jìn)行RF照射的情況下的BI分布。在步驟S210中，收集信道數(shù)的圖像數(shù)據(jù)(個(gè)別圖像數(shù)據(jù))、作為發(fā)送線圈整體的圖像數(shù)據(jù)(全部照射圖像數(shù)據(jù))以及作為發(fā)送線圈整體的BI分布(全部照射BI分布)。
[0061]在圖4中表示 信道數(shù)為2的情況下的在步驟S200中執(zhí)行的脈沖時(shí)序的一個(gè)例子。該脈沖時(shí)序如圖示那樣，由使用第一信道Cl進(jìn)行RF照射而取得圖像的脈沖時(shí)序(圖像取得時(shí)序)301、使用第二信道C2的圖像取得時(shí)序302、同時(shí)使用第一信道Cl、第二信道C2 (全部信道)的圖像取得時(shí)序303、用于測量同時(shí)使用全部信道(C1+C2)進(jìn)行RF照射時(shí)的BI分布的脈沖時(shí)序310構(gòu)成。理想的是使用全部信道的RF照射是QD照射。
[0062]BI分布測量脈沖時(shí)序310根據(jù)測量方法而不同，但在本實(shí)施方式中，使用基于通過前置脈沖后的TI不同的多個(gè)圖像之間的計(jì)算來求出BI分布的方法(稱為多TI法)的脈沖時(shí)序。具體地說，在施加一次前置脈沖311后，進(jìn)行TI (從前置脈沖施加到實(shí)效TE為止的經(jīng)過時(shí)間)不同的多個(gè)圖像取得時(shí)序312。前置脈沖311例如是非選擇性的RF脈沖，是翻轉(zhuǎn)角大的例如90度脈沖。在通過前置脈沖311激勵(lì)的核自旋不進(jìn)行縱向弛豫的期間執(zhí)行多個(gè)圖像取得時(shí)序時(shí)序312，收集TI不同的多個(gè)k空間數(shù)據(jù)(圖像數(shù)據(jù))。在此，為了與在BI分布測量脈沖時(shí)序310之前進(jìn)行的圖像取得時(shí)序301~303進(jìn)行區(qū)別，將時(shí)序312稱為號(hào)取得時(shí)序。
[0063]多TI法在TI不同的多個(gè)k空間數(shù)據(jù)之間求解聯(lián)立方程式，或進(jìn)行多個(gè)k空間數(shù)據(jù)之間的矩陣計(jì)算，從而計(jì)算BI分布，在計(jì)算中，至少需要3個(gè)k空間數(shù)據(jù)。在圖4所示的實(shí)施方式中，作為3個(gè)以上的k空間數(shù)據(jù)，表示出使用在前置脈沖311之前執(zhí)行的圖像取得時(shí)序303的圖像數(shù)據(jù)、在前置脈沖之后使TI不同地執(zhí)行2次信號(hào)取得時(shí)序312而得到的2個(gè)以上的圖像數(shù)據(jù)的情況。信號(hào)取得時(shí)序312也可以是3次以上。
[0064]理想的是各圖像取得時(shí)序301~303和信號(hào)取得時(shí)序312是相同種類的脈沖時(shí)序，具體地說，梯度回波系的脈沖時(shí)序、特別是為了縮短攝像時(shí)間而重復(fù)時(shí)間(TR)短并且翻轉(zhuǎn)角(FA)小的脈沖時(shí)序是理想的。在圖像取得時(shí)序301~303中，分別收集滿足一個(gè)k空間的數(shù)據(jù)組(k空間數(shù)據(jù))。
[0065]另外，通過圖像取得時(shí)序301~303和信號(hào)取得時(shí)序312所取得的k空間數(shù)據(jù)的矩陣大小可以是64X64左右。由此，能夠以極短時(shí)間、具體地說以200ms左右的測量時(shí)間取得全部k空間數(shù)據(jù)。
[0066]接著，說明使用在步驟S200中得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行的BI分布測量的計(jì)算。
[0067]<整體的BI分布的計(jì)算>
[0068]根據(jù)在BI分布測量脈沖時(shí)序310中得到的數(shù)據(jù)，計(jì)算通過全部信道進(jìn)行RF照射時(shí)的BI分布。如上述那樣，在基于多TI法的BI分布計(jì)算方法中，有求解聯(lián)立方程式的方法和求解矩陣運(yùn)算的方法，但在此說明基于矩陣運(yùn)算的方法。
[0069]首先，通過對(duì)在多個(gè)信號(hào)取得時(shí)序312中分別得到的k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行逆傅立葉轉(zhuǎn)換，得到圖像數(shù)據(jù)。如果設(shè)第k個(gè)TI為TIk，則通過下式(I)給出根據(jù)在施加前置脈沖311后通過第k (k=l、2、……η)個(gè)信號(hào)取得時(shí)序取得的信號(hào)進(jìn)行重構(gòu)所得的圖像的關(guān)注像素的信號(hào)強(qiáng)度。
[0070]S (Rl, TIk) =Sseq (1- (1-cos (B1.a)) exp (-TIkA1)) (I)
[0071]在公式(I)中，Sseq表示通過前置脈沖后的信號(hào)取得時(shí)序決定的信號(hào)強(qiáng)度，a表示所設(shè)定的前置脈沖的翻轉(zhuǎn)角，TI表示從施加前置脈沖到收集k空間中心的信號(hào)為止的時(shí)間，Tl表示依存于組織的縱向馳豫時(shí)間。
[0072]另一方面，與在公式(I)中設(shè)為a=0的情況相同，通過公式(2)給出通過前置脈沖311之前的圖像取得時(shí)序303得到的圖像的同一關(guān)注像素的信號(hào)強(qiáng)度。
[0073]S (O, a) =Sseq (2)
[0074]如果將公式(I)除以公式(2)，取自然對(duì)數(shù)，則如公式(3)那樣，可以用log (1-cos(BlXa))和(-TI1ZT1)的線性結(jié)合來表示。
[0075]
【權(quán)利要求】
1.一種核磁共振成像裝置，具備:攝像部，其具備向檢查對(duì)象照射高頻磁場的發(fā)送部以及從上述檢查對(duì)象接收核磁共振信號(hào)的接收部；計(jì)算部，其對(duì)上述接收部所取得的核磁共振信號(hào)進(jìn)行處理，進(jìn)行包含圖像重構(gòu)的計(jì)算；控制部，其控制上述攝像部的攝像，該核磁共振成像裝置的特征在于， 上述發(fā)送部具備具有2個(gè)以上信道的發(fā)送線圈， 上述控制部具備:圖像取得時(shí)序，其針對(duì)上述發(fā)送線圈的全部或一部分的多個(gè)信道，取得通過一個(gè)信道或2個(gè)以上信道的組合進(jìn)行照射所得的圖像；照射磁場分布測量時(shí)序，其測量通過上述多個(gè)信道全體進(jìn)行照射時(shí)的照射磁場分布， 上述計(jì)算部具備:第一照射磁場分布計(jì)算部，其使用通過上述照射磁場分布測量時(shí)序取得的數(shù)據(jù)，計(jì)算上述多個(gè)信道全體的照射磁場分布；第二照射磁場分布計(jì)算部，其使用通過上述圖像取得時(shí)序取得的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)和由上述第一照射磁場分布計(jì)算部計(jì)算出的多個(gè)信道全體的照射磁場分布，計(jì)算構(gòu)成上述多個(gè)信道的每個(gè)信道的照射磁場分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 上述第二照射磁場分布計(jì)算部使用上述多個(gè)信道全體的圖像(整體圖像)的相位、上述多個(gè)信道中的一部分信道的圖像(部分照射圖像)的相位、由上述第一照射磁場分布計(jì)算部計(jì)算出的照射磁場分布，計(jì)算每個(gè)信道的照射磁場分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 上述圖像取得時(shí)序和上述照射磁場分布測量時(shí)序是同一脈沖時(shí)序。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 上述照射磁場分布測量時(shí)序是基于二倍角法(DAM)、擬合法以及實(shí)際翻轉(zhuǎn)角法(AFI)的脈沖時(shí)序的任意一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 上述照射磁場分布測量時(shí)序包含發(fā)送部進(jìn)行的高頻磁場前置脈沖的施加和從上述高頻磁場前置脈沖的施加開始的經(jīng)過時(shí)間不同的多個(gè)信號(hào)取得時(shí)序。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 上述圖像取得時(shí)序包含通過多個(gè)信道中的一個(gè)信道進(jìn)行照射的脈沖時(shí)序，該脈沖時(shí)序一邊改變照射時(shí)所使用的信道一邊重復(fù)與信道的個(gè)數(shù)相同的次數(shù)， 上述第二照射磁場分布計(jì)算部使用對(duì)每個(gè)信道取得的圖像和通過上述多個(gè)信道全體進(jìn)行照射所得的圖像，計(jì)算每個(gè)信道的照射磁場分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 上述圖像取得時(shí)序包含通過多個(gè)信道中的除了一個(gè)信道以外剩余的信道進(jìn)行照射的脈沖時(shí)序，該脈沖時(shí)序一邊改變所排除的信道，一邊重復(fù)與信道的個(gè)數(shù)相同的次數(shù)， 上述第二照射磁場分布計(jì)算部使用通過除了上述一個(gè)信道以外的脈沖時(shí)序取得的圖像和通過上述多個(gè)信道全體進(jìn)行照射所得的圖像(整體圖像)，計(jì)算上述一個(gè)信道的圖像的相位和上述整體圖像的相位之間的相位差，使用該相位差和由上述第一照射磁場分布計(jì)算部計(jì)算出的照射磁場分布，計(jì)算每個(gè)信道的照射磁場分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 上述圖像取得時(shí)序由以下時(shí)序構(gòu)成，即在對(duì)多個(gè)信道進(jìn)行2分割，重復(fù)進(jìn)行分割直到分割后的信道數(shù)成為I時(shí)，使 用各分割階段的信道群和信道的全部或一部分進(jìn)行照射，取得多個(gè)圖像， 上述第二照射磁場分布計(jì)算部使用信道群的圖像數(shù)據(jù)和信道的圖像數(shù)據(jù)來計(jì)算每個(gè)信道的照射磁場分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁共振成像裝置，磁共振成像裝置，其特征在于， 上述計(jì)算部具備:判定部，其對(duì)每個(gè)像素判定一部分信道的部分照射圖像的相位和上述整體圖像的相位之間的相位差、以及上述一部分信道以外的信道的部分照射圖像的相位和上述整體圖像之間的相位差的差分是在預(yù)定的閾值以上或不滿預(yù)定的閾值，其中，根據(jù)上述判定部的判定結(jié)果，進(jìn)行上述照射磁場分布的再計(jì)算。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 在上述判定部判斷上述相位差的差分不滿預(yù)定的閾值時(shí)，上述控制部重復(fù)進(jìn)行上述攝像部的攝像，上述計(jì)算部針對(duì)被判斷為上述相位差的差分不滿預(yù)定的閾值的像素進(jìn)行照射磁場強(qiáng)度的再計(jì)算。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 在上述判定部判斷上述相位差的差分不滿預(yù)定的閾值時(shí)，上述計(jì)算部變更在照射磁場分布的計(jì)算中使用的部分圖像的信道的組合，針對(duì)被判斷為上述相位差的差分不滿預(yù)定的閾值的像素，進(jìn)行照射磁場強(qiáng)度的再計(jì)算。
12.根據(jù)權(quán)利要求1~11的任意一項(xiàng)所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 上述計(jì)算部具備使用通過一部分信道進(jìn)行照射所得的多個(gè)圖像，對(duì)上述多個(gè)信道全體的圖像進(jìn)行合成的部。`
13.根據(jù)權(quán)利要求1~11的任意一項(xiàng)所述的磁共振成像裝置，其特征在于，其特征在于， 上述控制部在上述照射磁場測量時(shí)序之前執(zhí)行上述圖像取得時(shí)序。
14.根據(jù)權(quán)利要求1~11的任意一項(xiàng)所述的磁共振成像裝置，其特征在于，其特征在于， 上述控制部在上述照射磁場測量時(shí)序的TR之后執(zhí)行上述圖像取得時(shí)序。
15.根據(jù)權(quán)利要求1~11的任意一項(xiàng)所述的磁共振成像裝置，其特征在于， 上述控制部具有取得被檢測體的圖像的第二圖像取得時(shí)序， 上述計(jì)算部具備:勻場部，其使用由上述第二照射磁場分布計(jì)算部計(jì)算出的每個(gè)信道的照射磁場分布，對(duì)每個(gè)信道計(jì)算通過上述第二圖像取得時(shí)序進(jìn)行照射的高頻磁場的振幅和相位的組。
16.一種照射磁場分布測量方法，其測量磁共振成像裝置的由多個(gè)信道構(gòu)成的發(fā)送線圈的照射磁場分布，其特征在于，包括: 針對(duì)發(fā)送線圈的信道的全部或一部分的多個(gè)信道，使用一個(gè)信道或至少除了一個(gè)信道以外的信道進(jìn)行照射，取得圖像數(shù)據(jù)的圖像取得步驟； 取得使用上述多個(gè)信道的全部進(jìn)行照射的情況下的照射磁場分布的照射磁場分布取得步驟； 使用通過上述圖像取得步驟取得的圖像數(shù)據(jù)和通過上述照射磁場分布取得步驟取得的照射磁場分布，計(jì)算構(gòu)成上述多個(gè)信道的各個(gè)信道的照射磁場分布的計(jì)算步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的照射磁場分布測量方法，其特征在于，包括:使用上述多個(gè)信道的全部進(jìn)行照射，使用通過取得信道全體的圖像數(shù)據(jù)的步驟或上述圖像取得步驟所取得的 圖像數(shù)據(jù)，對(duì)信道全體的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行合成的步驟。
【文檔編號(hào)】A61B5/055GK103874458SQ201280050834
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月8日
【發(fā)明者】伊藤公輔, 瀧澤將宏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立醫(yī)療器械