磁共振成像裝置及磁共振成像方法與流程
2023-09-23 07:27:30 1
本發明涉及磁共振成像(以下,稱為MRI)技術,特別是涉及一種對因靜磁場不均勻及梯度磁場非線性而產生的偽影(Artifact)進行抑制的技術。
背景技術:
在水平磁場MRI裝置中,主流的是為了重視被檢體的開放感而縮短了門架的Z軸(磁場方向)長度的短門架型MRI裝置。但是,在短門架型MRI裝置中,由於靜磁場均勻空間和梯度磁場線性區域狹窄,因此,門架端部的磁場會產生變形。因為攝影FOV以外的磁場變形的影響,會在攝影FOV內產生高亮度的亮點或者月牙形偽影。將其稱為尖狀偽影(Cusp Artifact)。
在將Z軸設定在相位編碼方向上的矢狀(SAG)及冠狀(COR)截面的自旋迴波(Spin Echo)系的攝影中,多會產生尖狀偽影,其有時會成為診斷的妨礙。
有一種通過使激勵RF脈衝(Excitation RF脈衝)和重聚焦RF脈衝(Refocus RF脈衝)兩種RF脈衝引起的激勵截面的角度偏移,以使激勵截面不在磁場變形區域內重疊,從而對尖狀偽影進行抑制的方法(例如,參照專利文獻1)。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:美國發明專利申請公開2012/0025826號說明書
技術實現要素:
發明要解決的課題
但是,專利文獻1所述的方法例如在如FSE(Fast Spin Echo,快速自旋迴波)序列那樣的、在一個激勵RF脈衝之後照射多個重聚焦RF脈衝的序列中無法應對。另外,由於在切片厚度較厚的情況下需要增大兩者的激勵角度差,因此,會產生相鄰切片間的幹擾引起的切片間亮度差、FOV內的信號降低。
本發明鑑於上述情況而研發,其目的在於提供一種在一個激勵RF脈衝之後照射多個重聚焦RF脈衝的序列中,無論切片厚度等攝影條件如何,都能避免尖狀偽影的技術。
用於解決課題的手段
為了實現上述目的,本發明的磁共振成像裝置通過使已知的磁場變形發生位置上的NMR信號(回波信號)的信號值降低,從而抑制尖狀偽影。通過在磁場變形發生位置發生橫向磁化的相位偏移,從而使該位置上的回波信號降低。相位偏移通過在任一RF脈衝間施加微小的失相梯度磁場來實現。該失相梯度磁場在相位編碼方向及/或切片編碼方向上施加。
具體來說,本發明的磁共振成像裝置具有以下所示的特徵。
特徵在於:具備:攝像部,其具備靜磁場發生部、梯度磁場發生部、高頻磁場發生部及高頻磁場檢測部;和測量部,其按照攝影序列使各部動作,執行測量,所述攝影序列是自旋迴波系序列,在所述自旋迴波系序列的高頻磁場脈衝間施加失相梯度磁場,以使發生磁場變形的磁場變形位置的回波信號降低。
特徵在於:所述攝影序列是快速自旋迴波序列。
另外,特徵在於:以在所述磁場變形位置使橫向磁化的相位旋轉規定量的方式施加所述失相梯度磁場。
另外,特徵在於:還具備圖像重構部,其根據所述測量部所測量到的回波信號對圖像進行重構,所述測量部偶數次執行所述攝影序列,每次執行所述攝影序列都交替使極性反轉地來施加所述失相梯度磁場,所述圖像重構部對通過各攝像序列得到的重構圖像進行相加。
另外,特徵在於:還具備施加量調整部,其對所述失相梯度磁場的施加量進行調整。
特徵在於:所述施加量調整部按照來自用戶的指示對所述施加量進行調整。
另外,特徵在於:所述施加量調整部根據被指定為攝像條件的視野尺寸對所述施加量進行調整。
另外,特徵在於:所述施加量調整部以通過所述攝影序列得到的圖像的像素值的總和成為最小的方式對所述施加量進行優化。
特徵在於:還具備圖像校正部,其對因施加所述失相梯度磁場而降低的所述回波信號進行校正。
特徵在於:所述規定量為±1/4·π[rad]或±1/2·π[rad]。
特徵在於:與相位編碼梯度磁場的施加軸同軸地施加所述失相梯度磁場。
另外,特徵在於:與切片編碼梯度磁場的施加軸同軸地施加所述失相梯度磁場。
另外,本發明的磁共振成像方法具有以下所示的特徵。
特徵在於:在自旋迴波系的序列的高頻磁場脈衝間,以使發生磁場變形的磁場變形位置的回波信號降低的方式施加失相梯度磁場,並收集回波信號,得到重構圖像。
或者,特徵在於:在自旋迴波系的序列的高頻磁場脈衝間,以使發生磁場變形的磁場變形位置的回波信號降低的方式施加失相梯度磁場,收集回波信號,得到第一重構圖像,在與施加了所述自旋迴波系的序列的所述失相梯度磁場的時刻相同的時刻,僅使極性反轉來施加所述失相梯度磁場,收集回波信號,得到第二重構圖像,使所述第一重構圖像與所述第二重構圖像相加,得到圖像。
發明效果
根據本發明,無論切片厚度、FOV這樣的攝影條件如何,都能夠抑制尖狀偽影。
附圖說明
圖1是表示第一實施方式的MRI裝置的整體概要的框圖。
圖2是第一實施方式的整體控制部的功能模塊圖。
圖3中的(a)和(b)是用於對第一實施方式的磁場變形引起的尖狀偽影發生進行說明的說明圖。
圖4是用於對FSE序列進行說明的說明圖。
圖5是用於對作為第一實施方式的攝影序列的CAS序列310進行說明的說明圖,(a)表示第奇數次執行的CAS序列310odd,(b)表示第偶數次執行的CAS序列310evn。
圖6是用於對通過第一實施方式的失相梯度磁場產生的空間上的相位分布進行說明的說明圖,(a)表示第奇數次測量時的相位分布,(b)表示第偶數次測量時的相位分布。
圖7是第一實施方式的攝影處理的流程圖。
圖8是表示第一實施方式的失相梯度磁場引起的相位偏移為0時的橫向磁化的時間方向的變化和重聚焦RF脈衝的FA依賴的情形的圖表,(a)是表示第一數據的強度變化的情形的圖表,(b)是表示第二數據的強度變化的情形的圖表,(c)是表示第三數據的強度變化的情形的圖表,(d)是表示第一數據的相位變化的情形的圖表,(e)是表示第二數據的相位變化的情形的圖表,(f)是表示第三數據的相位變化的情形的圖表。
圖9是表示第一實施方式的失相梯度磁場引起的相位偏移為1/12·π[rad]的區域的橫向磁化的時間方向的變化和重聚焦RF脈衝的FA依賴的情形的圖表,(a)是表示第一數據的強度變化的情形的圖表,(b)是表示第二數據的強度變化的情形的圖表,(c)是表示第三數據的強度變化的情形的圖表,(d)是表示第一數據的相位變化的情形的圖表,(e)是表示第二數據的相位變化的情形的圖表,(f)是表示第三數據的相位變化的情形的圖表。
圖10是表示第一實施方式的失相梯度磁場引起的相位偏移為2/12·π[rad]的區域的橫向磁化的時間方向的變化和重聚焦RF脈衝的FA依賴的情形的圖表,(a)是表示第一數據的強度變化的情形的圖表,(b)是表示第二數據的強度變化的情形的圖表,(c)是表示第三數據的強度變化的情形的圖表,(d)是表示第一數據的相位變化的情形的圖表,(e)是表示第二數據的相位變化的情形的圖表,(f)是表示第三數據的相位變化的情形的圖表。
圖11是表示第一實施方式的失相梯度磁場引起的相位偏移為3/12·π[rad]的區域的橫向磁化的時間方向的變化和重聚焦RF脈衝的FA依賴的情形的圖表,(a)是表示第一數據的強度變化的情形的圖表,(b)是表示第二數據的強度變化的情形的圖表,(c)是表示第三數據的強度變化的情形的圖表,(d)是表示第一數據的相位變化的情形的圖表,(e)是表示第二數據的相位變化的情形的圖表,(f)是表示第三數據的相位變化的情形的圖表。
圖12是表示第一實施方式的失相梯度磁場引起的相位偏移為4/12·π[rad]的區域的橫向磁化的時間方向的變化和重聚焦RF脈衝的FA依賴的情形的圖表,(a)是表示第一數據的強度變化的情形的圖表,(b)是表示第二數據的強度變化的情形的圖表,(c)是表示第三數據的強度變化的情形的圖表,(d)是表示第一數據的相位變化的情形的圖表,(e)是表示第二數據的相位變化的情形的圖表,(f)是表示第三數據的相位變化的情形的圖表。
圖13是表示第一實施方式的失相梯度磁場引起的相位偏移為5/12·π[rad]的區域的橫向磁化的時間方向的變化和重聚焦RF脈衝的FA依賴的情形的圖表,(a)是表示第一數據的強度變化的情形的圖表,(b)是表示第二數據的強度變化的情形的圖表,(c)是表示第三數據的強度變化的情形的圖表,(d)是表示第一數據的相位變化的情形的圖表,(e)是表示第二數據的相位變化的情形的圖表,(f)是表示第三數據的相位變化的情形的圖表。
圖14是表示第一實施方式的、以自磁場中心離開±250mm的位置相位偏移成為±1/4·π[rad]的方式施加失相梯度磁場時的因距離橫向磁化的磁場中心的距離引起的變化的情形的圖表,(a)是表示第一數據的強度變化的情形的圖表,(b)是表示第二數據的強度變化的情形的圖表,(c)是表示第三數據的強度變化的情形的圖表,(d)是表示第一數據的相位變化的情形的圖表,(e)是表示第二數據的相位變化的情形的圖表,(f)是表示第三數據的相位變化的情形的圖表。
圖15是表示第一實施方式的、在從磁場中心離開±250mm的位置以相位偏移成為±3/4·π[rad]的方式施加失相梯度磁場時的自橫向磁化的磁場中心的距離引起的變化的情形的圖表,(a)是表示第一數據的強度變化的情形的圖表,(b)是表示第二數據的強度變化的情形的圖表,(c)是表示第三數據的強度變化的情形的圖表,(d)是表示第一數據的相位變化的情形的圖表,(e)是表示第二數據的相位變化的情形的圖表,(f)是表示第三數據的相位變化的情形的圖表。
圖16是第一實施方式的變形例的攝影處理的流程圖。
圖17是第二實施方式的攝影處理的流程圖。
具體實施方式
<<第一實施方式>>
以下,按照附圖對本發明的實施方式的示例詳細地進行說明。此外,在用於說明發明的實施方式的全部附圖中,對基本上具有同一功能的部件標記相同的符號,並省略重複的說明。
[MRI裝置的框圖]
首先,對本實施方式的MRI裝置進行說明。圖1是表示本實施方式的MRI裝置100的一例的整體結構的框圖。本實施方式的MRI裝置100是利用NMR現象得到被檢體101的斷層圖像的裝置,如圖1所示,具備:靜磁場發生源102、梯度磁場線圈103及梯度磁場電源109、高頻磁場(RF)發送線圈104及RF發送部110、RF接收線圈105及信號處理部107、定序器(sequencer)111、整體控制部112、使搭載被檢體101的頂板出入由靜磁場發生源102生成的磁場空間的內部的床106。
靜磁場發生源102,若為垂直磁場方式則在與被檢體101的體軸正交的方向上產生均勻的靜磁場,若為水平磁場方式,則在體軸方向上產生均勻的靜磁場。在被檢體101的周圍配置永磁方式、常導方式或者超導方式的、例如靜磁場發生磁鐵。以下,將靜磁場方向設為Z軸方向。另外,在本實施方式中,以一種水平磁場方式的隧道孔型的MRI裝置100、即縮短了門架的Z軸長度的短門架型的MRI裝置100為例進行說明。但是,MRI裝置100的形式沒有限定。
梯度磁場線圈103是在作為MRI裝置100的實際空間坐標系(靜止坐標系)的X、Y、Z的3個軸方向上卷繞的線圈。各個梯度磁場線圈103與驅動其的梯度磁場電源109連接,並被供給電流,產生梯度磁場。具體來說,各梯度磁場線圈103的梯度磁場電源109分別按照來自後述的定序器111的命令被驅動,對各個梯度磁場線圈103供給電流。由此,在X、Y、Z的3個軸方向上產生梯度磁場Gx、Gy、Gz。該梯度磁場線圈103和梯度磁場電源109構成梯度磁場發生部。
在對二維切片面進行攝像時,在與切片面(攝像截面)正交的方向上施加切片梯度磁場脈衝(Gs),設定對被檢體101的切片面。在與該切片面正交且相互正交的剩餘兩個方向上施加相位編碼梯度磁場脈衝(Gp)和頻率編碼(讀出)梯度磁場脈衝(Gr),對核磁共振信號(回波信號)編碼各個方向的位置信息。
RF發送線圈104是對被檢體101照射RF脈衝的線圈,其與RF發送部110連接並被供給高頻脈衝(RF脈衝)電流。由此,在構成被檢體101的生物組織的原子核的自旋中誘發NMR現象。具體來說,通過RF發送部110按照來自後述的定序器11的命令被驅動,對RF脈衝進行調幅,並在放大後供給到接近被檢體101配置的RF發送線圈104,由此,RF脈衝被照射到被檢體101。該RF發送線圈104和RF發送部110構成RF脈衝發生部。
RF接收線圈105是接收通過構成被檢體101的生物組織的原子核的NMR現象放出的回波信號的線圈。RF接收線圈105與信號處理部107連接,接收的回波信號被送至信號處理部107。
信號處理部107進行由RF接收線圈105接收到的回波信號的檢測處理。具體來說,按照來自後述的定序器111的命令,信號處理部107對接收到的回波信號進行放大,通過正交相位檢波分割成正交的兩個系統的信號,並分別採樣規定數(例如128、256、512等),對各採樣信號進行A/D轉換,轉換成數字量。因此,回波信號作為由規定數的採樣數據構成的時間序列的數字數據(以下,稱為回波數據)得到。
而且,信號處理部107對回波數據進行各種處理,並將處理後的回波數據送至整體控制部112。此外,RF接收線圈105及信號處理部107構成信號檢測部。
定序器111將用於收集重構被檢體101的斷層圖像所需的回波數據的各種命令主要發送到梯度磁場電源109、RF發送部110、信號處理部107並對其進行控制。具體來說,定序器111在後述的整體控制部112的控制下進行動作,基於規定的脈衝序列的控制數據,對梯度磁場電源109、RF發送部110及信號處理部107進行控制,重複執行對被檢體101的RF脈衝的照射及梯度磁場脈衝的施加、和來自被檢體101的回波信號的檢測,對關於被檢體101的攝像區域的圖像的重構所需的回波數據進行收集。
在重複進行時,在二維攝像的情況下,改變相位編碼梯度磁場的施加量來進行,在三維攝像的情況下,進而也改變切片編碼梯度磁場的施加量來進行。相位編碼的數通常每一張圖像選128、256、512等值,切片編碼的數通常選16、32、64等值。通過這些控制,將來自信號處理部107的回波數據輸出到整體控制部112。
整體控制部112進行定序器111的控制、及各種數據處理和處理結果的顯示及保存等控制。整體控制部112具備:運算處理部(CPU)114、存儲器113、磁碟等內部存儲裝置115。整體控制部112上連接顯示部118及操作部119作為用戶界面。另外,也可以連接光碟等外部存儲裝置117。
具體來說,經由定序器111對各部進行控制,收集回波數據,若經由定序器111輸入回波數據,則運算處理部114基於施加到該回波數據的編碼信息,將其存儲在存儲器113內的相當於k空間的區域內。以下,在本說明書中,將回波數據配置在k空間內的意思是,將回波數據存儲在存儲器113內的相當於k空間的區域內。另外,也將存儲在存儲器113內的相當於k空間的區域內的回波數據組稱為k空間數據。
運算處理部114對該k空間數據執行信號處理或基於傅立葉變換的圖像重構等處理,使作為其結果的被檢體101的圖像在顯示部118上顯示,或者記錄在內部存儲裝置115或外部存儲裝置117內,或者經由網絡IF轉送到外部裝置。
顯示部118對重構的被檢體101的圖像進行顯示。另外,操作部119接受MRI裝置100的各種控制信息和通過上述整體控制部112進行的處理的控制信息的輸入。操作部119具備軌跡球或滑鼠及鍵盤等。該操作部119與顯示部118近接地配置,操作者一邊觀看顯示部118一邊經由操作部119交互地對MRI裝置100的各種處理進行控制。
現在,作為臨床上正在普及的核素,MRI裝置100的攝像對象核素為作為被檢體的主要構成物質的氫原子核(以下,稱為質子)。通過對與質子密度的空間分布、激勵狀態的緩和時間的空間分布相關的信息進行圖像化,從而,對人體頭部、腹部、四肢等的形態或功能進行二維或者三維攝像。
[整體控制部的功能模塊]
在本實施方式中,在短門架型的MRI裝置100中,對測量進行控制,以抑制尖狀偽影。對實現此功能的、本實施方式的整體控制部112的功能結構進行說明。圖2是本實施方式的整體控制部112的功能模塊圖。
如本圖所示,本實施方式的整體控制部112具備:按照攝影序列使各部進行動作並執行測量的測量部130;和根據測量部130所測量到的回波信號對圖像進行重構的圖像重構部140。另外,如後述的本實施方式的變形例所示,整體控制部112還可以具備:對用於減少尖狀偽影的失相梯度磁場(以下,稱為CASD(Cusp Artifact Suppress Dephase)梯度磁場)的施加量進行調整的施加量調整部150;和對因施加CASD梯度磁場而降低的回波信號進行校正的圖像校正部160。
本實施方式的測量部130按照預定的攝影序列,對定序器111發出指令,將得到的回波信號配置在k空間內。圖像重構部140根據配置在k空間內的回波信號對圖像進行重構。
整體控制部112所實現的各功能通過運算處理部114將收納在內部存儲裝置115或外部存儲裝置117內的程序加載至存儲器113內並執行來實現。另外,全部或一部分的功能也可以通過ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-programmable gate array)等硬體來實現。
另外,用於各功能的處理的各種的數據、處理中生成的各種的數據收納在內部存儲裝置115或外部存儲裝置117中。
如上所述,在短門架型的MRI裝置100中,通過磁場變形,在FOV內產生尖狀偽影。本實施方式的測量部130按照FSE系的序列、即抑制該尖狀偽影的序列(尖狀偽影抑制序列(Cusp Artifact Suppress:CAS)序列)),執行測量。
本實施方式的CAS序列以抑制來自發生磁場變形的位置的回波信號的方式設計。
[磁場變形引起的尖狀偽影的發生]
在對本實施方式的CAS序列進行說明之前,首先對該序列中抑制回波信號的位置進行說明。
如上所述,短門架型的MRI裝置100中,因靜磁場均勻空間、及梯度磁場的線性區域狹窄,產生磁場變形,因由此產生的混疊(Aliasing)現象,容易產生尖狀偽影。使用圖3(a)及圖3(b),對因混疊現象而在視野(FOV)內產生磁場變形引起的尖狀偽影的原理進行說明。
若靜磁場均勻且梯度磁場為線性,則不會發生磁場變形及由此產生的圖像變形。即,發生磁場變形的區域是靜磁場不均勻且沒有保持梯度磁場的線性的區域。這樣的區域是門架的端部。另外,攝影視野(FOV)220通常設定在門架的中心(磁場中心)。
因此,如圖3(a)所示,發生磁場變形的位置(磁場變形位置)210為遠離FOV220的位置。
但是,由於在FOV220外也施加梯度磁場,因此,FOV220外的信息也摺疊到FOV220內(摺疊現象)。因此,如圖3(b)所示,在FOV220內的摺疊位置211產生因磁場變形引起的亮點。該現象特別是在通過相位差識別位置的相位編碼方向上顯著出現。
例如,如圖3(a)及圖3(b)所示,將磁場變形的發生位置(磁場變形位置)210設為在z軸方向上距離磁場中心250mm的位置。將FOV220的z軸方向的長度設為150mm,將z軸方向的FOV中心設為磁場中心。
在這種情況下,磁場變形位置210為在z軸方向上距離FOV的下端部325mm的位置。來自處於磁場變形位置210的組織的回波信號通過摺疊出現在FOV內。在從FOV的下端部考慮的情況下,該位置在距離FOV的下端部為將FOV的下端部與磁場變形位置210間的距離325mm除以FOV的長度150mm的值的餘數即25mm的位置211處被接收。
在本實施方式中,通過CAS序列抑制來自磁場變形位置210的回波信號。即,在本實施方式中,以抑制來自磁場變形位置210的回波信號的方式對CAS序列進行設計。
[磁場變形位置]
此外,發生磁場變形(圖像變形)的位置(磁場變形位置)210不依賴於硬體變化。因此,在製造MRI裝置100時,在安裝時等能夠確定磁場變形位置210。
磁場變形位置210例如使用充分大的幻像,將FOV設定為不會產生摺疊的充分大的尺寸,進行測量,並確定。充分大的尺寸的FOV例如在圖3(a)及圖3(b)的例中設為600mm。而且,將得到的磁場變形位置210的坐標信息作為系統信息存儲。
在用於確定磁場變形位置210的測量中,優選使用Spin Echo(自旋迴波:SE)系序列。但是,由於在其它序列中也會產生磁場變形的影響,也可以使用攝影時間更短的Gradient Echo(GE)系的序列。此外,該磁場變形位置210的確定在本測量前的時刻即可。
[FSE序列]
在對本實施方式的測量部130所使用的CAS序列進行說明之前,首先對作為基礎的現有FSE序列進行說明。圖4是現有FSE序列300的一例。此外,在本圖中,RF、Gs、Gp、Gr分別表示高頻磁場、切片選擇梯度磁場、相位編碼梯度磁場、頻率編碼梯度磁場的施加時刻,A/D表示獲取核磁共振信號(回波信號)的時刻,Signal表示回波信號發生的時刻。
如本圖所示,在現有FSE序列300中,首先,對攝像對象切片面內的質子與賦予高頻磁場的激勵RF脈衝301一起施加選擇該切片的切片選擇梯度磁場311。其後,以施加間隔IET(Inter Echo Time)重複施加用於使質子的自旋在切片面內反轉的重聚焦RF脈衝302。施加數(重複次數)為預定的回波鏈長度(Echo Train Length)數。而且,每施加重聚焦RF脈衝302,則施加切片選擇梯度磁場314、相位編碼梯度磁場321、及頻率編碼梯度磁場332,在採樣窗口341的時刻對回波信號351進行收集。
此外,312是用於使切片選擇梯度磁場311引起的相位分散重聚焦的切片重新定相梯度磁場。313及315是用於對重聚焦RF脈衝302引起的FID(Free Induction Decay)信號進行抑制的擾動梯度磁場。另外,在採樣之後施加對用於使相位編碼梯度磁場321引起的相位分散重聚焦的相位迴繞梯度磁場322。
如上所述,在FSE序列中,作成Carr Purcell Meiboom Gill(以後稱為CPMG)狀態,收集均勻且高的信號。由於作成該CPMG狀態,因此,在現有FSE序列300中設定以下的攝像條件。
1)重聚焦RF脈衝302的翻轉角度(Flip Angle:FA)設為180度。
2)在將激勵RF脈衝301與重聚焦RF脈衝302之間的等待時間設為τ[msec]時,相鄰的重聚焦RF脈衝302間的等待時間設為2τ[msec]。
3)使重聚焦RF脈衝302的相對相位相對於通過激勵RF脈衝301產生的回波的橫向磁化的相位偏移±1/2·π[rad](±90度)。
4)在重聚焦RF脈衝302前後施加的梯度磁場脈衝的面積全部相同。
5)在相鄰的重聚焦RF脈衝302間,在相位軸中,施加用於使相位編碼梯度磁場321引起的相位分散重聚焦的相位迴繞(Rewind)梯度磁場322。
如上所述,CPMG狀態能夠通過使重聚焦RF脈衝302的相對相位相對於通過激勵RF脈衝產生的回波信號的橫向磁化的相位偏移±1/2·π[rad]。
在CPMG法被報告以前的Carr Purcell(CP)法中,相對橫向磁化的相位沒有偏移±1/2·π[rad]地照射了與重聚焦RF脈衝302的相位。但是,該方法中存在如下情況:由於在重聚焦RF脈衝302中存在照射不均勻性的情況下存在引起信號降低的問題,因此,一般使用CPMG法。
在本實施方式中,通過恰當地控制橫向磁化與重聚焦RF脈衝的相對相位,從而有意地誘發信號降低,抑制遠離磁場中心的位置(偏離中心的位置)的信號。此外,在本實施方式中,偏離中心的位置為磁場變形位置210。
即,在本實施方式中,對CPMG法的FSE序列進行改良,在希望的位置(磁場變形位置210)使橫向磁化的相位旋轉規定量,使來自該位置的回波信號降低。由此,抑制來自該位置的回波信號引起的尖狀偽影。
在本實施方式的CAS序列中,為了實現這一目的,對圖4所示的FSE序列300的、激勵RF脈衝301與重聚焦RF脈衝302間、及重聚焦RF脈衝302的相鄰的對中至少一對間中的任一個施加一個微小的CASD梯度磁場。
這樣,CASD梯度磁場施加在任一高頻磁場(RF)脈衝間即可,以下,在本實施方式中,以在激勵RF脈衝301與最初的重聚焦RF脈衝302之間施加CASD梯度磁場的情況為例進行說明。
圖5(a)及圖5(b)表示本實施方式的CAS序列310的例。(a)是第奇數次執行的CAS序列310odd的例,(b)是第偶數次執行的CAS序列310evn的例。如本圖所示,在CAS序列310(310odd、310evn)中,如圖4所示的、現有FSE序列300的、激勵RF脈衝301、和最初的重聚焦RF脈衝302之間施加作為用於減少尖狀偽影的失相梯度磁場的CASD梯度磁場(323odd、323evn)。(在第奇數次執行的CAS序列310odd時,施加CASD梯度磁場323odd,在第偶數次執行的CAS序列310evn時,施加CASD梯度磁場323evn)。其它脈衝與FSE序列300相同。
以使磁場變形位置210的回波信號降低的方式施加該CASD梯度磁場(323odd、323evn)。由於使磁場變形位置210的回波信號降低,因此,在本實施方式中,以在磁場變形位置210使橫向磁化的相位旋轉規定量的方式施加CASD梯度磁場(323odd、323evn)。即,在磁場變形位置210以橫向磁化的相位旋轉規定量的方式設定CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加量。具體來說,以旋轉1/4·π[rad](45度)的方式設定該規定量。該理由如後所述。
另外,如圖5(a)及圖5(b)所示,在相位編碼方向(與相位編碼梯度磁場321的施加軸同軸)上施加CASD梯度磁場(323odd、323evn)。這是因為在相位編碼方向上發生摺疊。在本實施方式中,例如,將MRI裝置100的裝置坐標系的Z軸方向設為相位編碼方向。
進而,本實施方式的測量部130重複偶數次CAS序列310(310odd、310evn)。而且,每次重複都對CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加極性交替地進行反轉。即,測量部130偶數次執行CAS序列310(310odd、310evn),每次執行交替地使極性反轉地施加CASD梯度磁場(323odd、323evn),圖像重構部140對通過各攝像序列(CAS序列310(310odd、310evn))得到的重構圖像進行相加,得到最終的圖像。
如圖5(a)及圖5(b)所示,在第偶數次執行的CAS序列310evn中,替代CASD梯度磁場323odd施加CASD梯度磁場323evn。該CASD梯度磁場323evn與第奇數次的CAS序列310內的CASD梯度磁場323odd的施加時刻、施加量相等,僅施加極性被反轉。
圖6(a)及圖6(b)表示分別在Z軸方向上施加該CASD梯度磁場323odd及323evn時的相位分布(相位傾斜)的情形。如圖6(a)及圖6(b)所示,能夠在Z軸方向上賦予相位分布(相位傾斜)。因此,通過施加CASD梯度磁場(323odd、323evn),從而能夠根據來自磁場中心的、Z軸方向的距離(偏離中心的量),產生相位偏移,打破CPMG狀態。
[CASD梯度磁場的施加量]
實現上述相位偏移的CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加量(施加面積)按照如下方式計算。
施加梯度磁場脈衝時的、從原點(磁場中心)在施加軸方向上距離D[mm]的位置(以後,單稱為位置D。)上的相位偏移θ[rad]使用梯度磁場強度G[mT/m(=T/mm·10-6)]、施加時間t[sec]及磁旋比γ[MHz/T(=Hz/T·106)],由以下的式(1)表示。
θ[rad]=2·π·γ·D·G·t…(1)
因此,在遠離磁場中心的位置D,用於發生±1/4·π[rad]的相位偏移的梯度磁場強度G及施加時間t如下式(2)所示。
在此,G·t相當於梯度磁場脈衝的施加面積[mT/m·sec]、即,梯度磁場脈衝的施加量。在將施加面積G·t表示為CASDA(Cusp Artifact Suppress Pulse Area)時,脈衝面積即施加量以由式(2)變形而來的下式(3)表示。
此外,在第偶數次的攝影中,如圖5(b)所示,使施加極性反轉。因此,以第偶數次的CAS序列310evn施加的CASD梯度磁場323evn的施加面積(施加量)CASDAneg以下式(4)表示。
由上式可知,CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加量由磁場變形位置210距離磁場中心的位置D、和磁旋比γ計算出。因此,自確定了磁場變形位置210的時刻以後至實際的測量開始前之間計算出施加量即可。例如,在製造MRI裝置100時,也可以在安裝時等計算出。
[攝影處理的流程]
以下,對本實施方式的測量部130和圖像重構部140的攝影處理的流程進行說明。圖7是本實施方式的攝影處理的處理流程。在此,CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加量CASDA及CASDAneg設為計算出的參數。另外,將TR的重複次數設為NSA次(NSA為偶數)。此時,將圖5(a)及圖5(b)所示的CAS序列310odd及310evn設為交替重複的參數。
首先,測量部130對重複次數的計數器n進行初始化(n=1)(步驟S1101)。接下來,測量部130對n是奇數還是偶數進行判別(步驟S1102)。
而且,若為奇數,則測量部130執行測量次數為奇數次時執行的奇數次用序列(CAS序列310odd)(步驟S1103)。
而且,圖像重構部140根據得到的結果對圖像進行重構(步驟S1104),並收納在內部存儲裝置115內。其後,測量部130對是否結束了全部重複次數NSA次的測量進行判別(步驟S1105),在沒有結束的情況下,使計數器n增值1(步驟S1106),並轉移到步驟S1102。
另外,在步驟S1102中,若n為偶數,則測量部130執行在測量次數為偶數次時執行的偶數次用序列(CAS序列310evn)(步驟S1107)。然後,轉移到步驟S1104。
在步驟S1105中,在判別為結束了全部測量的情況下,圖像重構部140對收納在內部存儲裝置115中的全部圖像進行相加,得到最終的圖像(步驟S1108),結束處理。
此外,在本實施方式中,在將相位編碼方向設為Z方向,並在相位編碼軸(Z軸)上施加CASD梯度磁場(323odd、323evn)的情況為例進行說明,CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加方向不限於Z軸方向。
另外,CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加方向也不限於相位編碼方向。另外也可以與切片編碼梯度磁場的施加軸同軸地施加。
[信號降低的數值仿真]
以下,對為了通過上述CAS序列310odd、310evn使來自磁場變形位置210的信號降低而決定最優的相位偏移而進行的、數值仿真的結果進行說明。在此,進行了相位偏移分別為0、1/12·π[rad](15度)、2/12·π[rad](30度)、3/12·π[rad](45度)、4/12·π[rad](60度)、5/12·π[rad](75度)的各區域的、共計六種情況的回波信號的橫向磁化的舉動的數值仿真。並將其結果示於圖8(a)~圖13(f)中。
在該數值仿真中,將被檢體101的T1設為500msec,將T2設為500msec。另外,作為攝像條件,將重聚焦RF脈衝數(Echo Train Length)設為80,將重聚焦RF脈衝的施加間隔設為5msec。
另外,在該數值仿真中,使用Matlab7.2,並使用Bloch方程式,對激勵RF脈衝301和重聚焦RF脈衝302引起的磁化矢量的舉動進行建模,計算出通過重複施加重聚焦RF脈衝302產生的各回波的橫向磁化的強度/相位。另外,假定為通過擾動梯度磁場在每一重複時間(TR)內橫向磁化完全消失。在此,表示1TR分的例。
如上所述,若CPMG狀態破壞,則重聚焦RF脈衝302的翻轉角度(FA)可靠性提高。為了對重聚焦RF脈衝302的FA引起的不同進行驗證,示出使重聚焦RF脈衝302的FA從135至180度每次變化15度的、四種情況(135度、150度、165度、180度)的結果。點線表示135度,點劃線表示150度,虛線表示165度,實線表示180度。
另外,進行兩次測量,在第二次的測量中,使CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加極性反轉,相位誤差也反轉。
圖8(a)~圖8(f)表示不施加CASD梯度磁場(323odd、323evn),相位偏移為0時的橫向磁化的信號變化。另外,圖9(a)以後為施加了CASD梯度磁場(323odd、323evn)時的橫向磁化的強度及相位的變化的情形。圖9(a)~圖9(f)表示通過CASD梯度磁場(323odd、323evn)產生的偏轉相位(相位的旋轉量)為1/12·π[rad]的區域的橫向磁化的強度及相位的變化的情形;圖10(a)~圖10(f)表示同相位的旋轉量為2/12·π[rad]的區域的變化的情形;圖11(a)~圖11(f)表示同相位的旋轉量為3/12·π[rad]的區域的變化的情形;圖12(a)~圖12(f)表示同相位的旋轉量為4/12·π[rad]的區域的變化的情形;圖13(a)~圖13(f)表示同相位的旋轉量為5/12·π[rad]的區域的變化的情形。
另外,在各圖中,(a)表示通過按照CAS序列310odd執行的第一次測量得到的數據(第一數據)的強度變化;(b)表示通過按照CAS序列310evn執行的第二次測量得到的數據(第二數據)的強度變化;(c)表示使第一數據和第二數據相加的數據(第三數據)的強度變化。在各圖表中,橫軸表示回波編號(Echo Number),縱軸表示信號強度(Signal Intensity)。
在強度變化的圖表中,在時間方向(回波編號增大的方向)上緩慢產生信號降低是因為T2衰減的原因。此外,由於在第一次攝影與第二次攝影之間在橫向磁化上沒有產生不同,因此相加後的信號值變為原來的2倍。這些各個(a)~(c)中表示將圖8(c)的最大值設為1進行了標準化的結果。
另外,(d)表示第一數據的相位變化,(e)表示第二數據的相位變化,(f)表示第三數據的相位變化。在各圖表中,橫軸表示回波編號,縱軸表示相位(Signal Phase)。
如這些圖所示,可知除圖8(a)~圖8(f)所示的、相位偏移為0的情況外,任一情況均依賴於重聚焦RF脈衝302的FA,磁化的舉動不同。特別地顯著表示出相加後的數據(第三數據)。
可知在相位偏移為1/12·π[rad]的情況下(圖9(a)~圖9(f)),相加後(第三數據)的信號衰減快。
可知在相位偏移為2/12·π[rad]的情況下(圖10(a)~圖10(f)),相加後(第三數據),重聚焦RF脈衝302的FA越接近180度,被激勵的橫向磁化的信號衰減越大。
在相位偏移為3/12·π[rad]的情況下(圖11(a)~圖11(f)),相加後(第三數據)與相位偏移為2/12·π[rad]的情況相同,重聚焦RF脈衝302的FA越接近180度,橫向磁化的信號衰減越大。而且可知,在重聚焦RF脈衝302的FA為180度的情況下,信號值為零。
在相位偏移為4/12·π[rad]的情況下(圖12(a)~圖12(f)),相加後(第三數據)的信號值在重聚焦RF脈衝302的FA為180度的情況下,成為與相位偏移為2/12·π[rad]的區域的情況相同的結果。另一方面,重聚焦RF脈衝302的FA低於180度的情況下的信號變化與相位偏移為2/12·π[rad]的區域相比,信號衰減大。
在相位偏移為5/12·π[rad]的情況下(圖13(a)~圖13(f)),相加後(第三數據)的信號值在重聚焦RF脈衝302的FA為180度的情況下,成為與相位偏移為1/12·π[rad]的區域的情況相同的結果。另一方面,重聚焦RF脈衝302的FA低於180度的情況下的信號變化與相位偏移為1/12·π[rad]的區域相比,信號衰減大。
從以上的數值仿真結果、或者實驗結果表示出:相加後的第三數據的信號值與0最接近,即最受抑制的是相位偏移為3/12·π[rad](1/4·π[rad])的區域。因此,表示出最符合本實施方式的目的的是相位偏移為1/4·π[rad]的近邊。
<實施例>
如圖3(a)及圖3(b)所示,磁場變形位置210設為Z軸方向的±250mm的位置。以該磁場變形位置210(±250mm)中的相位偏移為1/4·π[rad]的方式施加CASD梯度磁場(323odd、323evn),進行兩次測量,對使得到的數據相加的回波信號進行相加的回波信號的情況的空間上的信號分布如圖14(a)~圖14(f)所示。(a)~(f)分別表示與圖8(a)~圖8(f)相同的信號強度、相位。此外,(a)~(c)中,縱軸為信號強度,橫軸為z軸方向的位置(距離原點的距離:Distance[mm])。另外,(d)~(f)中,縱軸是相位,橫軸是z軸方向的位置(Distance[mm])。
如這些圖所示,可知在使第一數據和第二數據相加的第三數據中,朝向z軸方向的兩端(±250mm附近位置)產生信號降低,在z軸方向的兩端,信號強度幾乎為0。另外,同樣可知,在第三數據中,相位偏移在任意位置也均為0。
此外,由上式(2)可知,因CASD梯度磁場(323odd、323evn)而使信號強度降低的位置具有周期性。因此,可以使相位偏移為1/4·π+1/2·π·N[rad](N=0,1,2··的整數)的多個位置的信號強度降低。利用這一方法,能夠使多個位置的偽影減少。
例如,通過在z軸方向的、Z軸方向的±125mm的位置和±250mm的位置為磁場變形位置210的情況下(發生偽影的情況下),以±250mm的位置的相位偏移為3/4·π[rad]的方式,決定CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加量,從而能夠使±125mm的位置和±250mm的位置的信號值形成為0。
圖15(a)~圖15(f)表示以±250mm的位置的相位偏移為3/4·π[rad]的方式設定CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加量時的、信號強度及相位偏移。(a)~(f)及橫軸縱軸分別與圖14(a)~圖14(f)相同。
如圖15(c)及圖15(f)所示,在第三數據中,在±125mm的位置和±250mm的位置,信號強度成為0,另外,相位偏移在全部的位置中為0。
如以上說明的那樣,本實施方式的MRI裝置100具備按照攝影序列使各部動作並執行測量的測量部130,所述攝影序列是自旋迴波系序列,在任一高頻磁場脈衝(RF脈衝)之間施加CASD梯度磁場(323odd、323evn),以使發生磁場變形的磁場變形位置210的回波信號降低的方式施加所述CASD梯度磁場(323odd、323evn)。例如,也可以在激勵脈衝(激勵RF脈衝)301與最初的重聚焦脈衝(重聚焦RF脈衝)302之間施加CASD梯度磁場(323odd、323evn)。
在所述磁場變形位置210,以使橫向磁化的相位旋轉規定量的方式施加所述CASD梯度磁場(323odd、323evn)。
另外,還具備根據所述測量部130所測量到的回波信號對圖像進行重構的圖像重構部140,所述測量部130偶數次執行所述攝影序列,每次執行交替地使極性反轉地施加所述CASD梯度磁場(323odd、323evn),所述圖像重構部140對通過各攝像序列得到的重構圖像進行相加。
所述攝影序列也可以是快速自旋迴波序列。另外,所述規定量也可以為±1/4·π[rad]。另外,所述CASD梯度磁場(323odd、323evn)也可以與相位編碼梯度磁場施加軸同軸地施加。另外,CASD梯度磁場(323odd、323evn)也可以與切片編碼梯度磁場施加軸同軸地施加。
這樣,根據本實施方式,通過使已知的磁場變形位置210上的回波信號值降低,從而抑制尖狀偽影。通過在該位置使橫向磁化發生相位偏移,從而使來自磁場變形位置210的回波信號降低。
相位偏移通過在任一RF脈衝之間、例如,激勵RF脈衝301與最初的重聚焦RF脈衝302之間施加微小的CASD梯度磁場(323odd、323evn)來實現。
由此,根據本實施方式,在激勵RF脈衝301與重聚焦RF脈衝302之間,一邊維持CPMG狀態,一邊在磁場變形位置210使橫向磁化發生相位偏移。由此,能夠有效地僅對來自磁場變形位置210的信號進行抑制。另外,橫向磁化的相位偏移通過專用的失相梯度磁場而產生,與現有技術那樣的激勵RF脈衝301與重聚焦RF脈衝302的激勵角度差沒有關係,也不需要根據切片厚度改變激勵角度那樣的處理,對切片厚度沒有限制。
因此,根據本實施方式,在一個激勵RF脈衝301之後照射多個重聚焦RF脈衝302的序列中,無論切片厚度等攝影條件如何,都能夠以簡單的結構避免尖狀偽影,可以得到高品質的圖像。
<變形例:施加面積的微調整>
根據硬體的機器差異,在實際的MRI裝置中,有時不會產生如理論那樣的相位偏移。在這種情況下,如圖2所示,整體控制部112還可以具備調整CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加量的施加量調整部150。
施加量調整部150經由專用的調整UI(用戶界面),從用戶接受施加量調整的指示,並按照指示對CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加量進行調整。
在這種情況下,在施加面積的計算公式中設有下式(5)及式(6)所示的調整項α。α為0以上2以下的數值,設為以1為中心的規定範圍的值。例如,設為0.95~1.05的範圍的值。此外,式(5)是第奇數次攝影的計算公式,式(6)是第偶數次攝影的計算公式。
施加量調整部150接受α的輸入作為來自用戶的調整的指示。施加量調整部150在從用戶經由專用的UI接受α的值的輸入時,使用接受的值計算出施加量。施加量的調整例如在安裝裝置時等進行。
例如,在施加量調整部150每計算出施加量時,測量部130進行測量,圖像重構部140將得到的重構圖像顯示在顯示部118。由此,可以設定在視覺上偽影最不明顯的施加量。
作為自動調整,在0.5~1.0範圍(0.05刻度)內計算每α的施加量進行測量,在顯示屏上顯示每α的攝影圖像。可以是用戶從所顯示的圖像中選擇偽影最小的α的形式。
另外,施加量調整部150也可以構成為,通過對得到的圖像進行解析並反饋給調整量計算,自動計算出最優的施加量。即,施加量調整部150也可以構成為,以通過攝影序列(CAS序列310(310odd、310evn))得到的圖像的像素值的總和成為最小的方式對施加量進行優化。
即,施加量調整部150將α在0.5~1.0範圍(0.05刻度)內設定為多個不同的值,每次設定時,按照上式(5)及式(6),計算出CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加量候補。而且,在每次計算出施加量候補時,以該施加量候補執行測量,得到圖像。計算出得到的圖像內的規定のROI內的各像素值(亮度值)的總和,將施加量與像素值的總和的關係作為散布圖顯示在顯示屏上,顯示給用戶。如果可以將像素值的總和成為最小的施加量作為最終的調整值,則用戶通過按下Apply按鍵,決定CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加量。
另外,施加量調整部150也可以構成為,根據被指定為攝像條件的視野(FOV)的大小對CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加量進行調整。
在FOV極端大的情況下,例如,即使進行後述的陰影校正等信號校正,噪音的提高也會顯著。因此,施加量調整部150例如根據FOV尺寸階段性地減小CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加面積(施加量)。
通過減小CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加面積(施加量),從而來自磁場變形位置210的回波信號的抑制效果降低,其結果,偽影的抑制效果降低。但是,在臨床經驗上,因磁場變形的影響引起的摺疊偽影成為問題為較小的FOV的情況。
例如,施加量調整部150對作為預定的基準的任意的FOV(以下稱為基準FOVa)進行預定。而且,對作為攝像條件設定的FOV和基準FOVa進行比較,根據FOV比基準FOVa小還是在該基準FOVa以上,以不同的計算公式,計算出施加量。
例如,在低於基準FOVa的情況下,設為固定值,並按照上式(5)及式(6)計算。另一方面,在基準FOVa以上的情況下,根據FOV的尺寸,階段性地減小CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加面積。
下式(7)表示這一情況下的、施加面積的計算公式的一例。
此外,在上式中,FOVmax在MRI裝置100中為可設定的最大的FOV。
<變形例:Shading校正>
在施加CASD梯度磁場(323odd、323evn)時,產生基於距離磁場中心的距離的信號變化,FOV兩端的信號基於FOV尺寸而降低。在這種情況下,如圖2所示,整體控制部112還可以具備對因施加CASD梯度磁場(323odd、323evn)而降低的回波信號進行校正的圖像校正部160。
表示因施加CASD梯度磁場(323odd、323evn)引起的、基於距離磁場中心的距離的信號降低的形態的信號降低(Shading)曲線如圖14(a)~圖14(c)及圖15(a)~圖15(c)所示的那樣,事先知曉。因此,圖像校正部160通過使其與基於施加量而定的信號降低曲線的倒數相乘,進行所謂稱為陰影(Shading)校正的信號校正。由於信號校正是在圖像重構後進行,因此,由於在抑制磁場變形位置的信號的基礎上,對FOV內的信號值的斜度進行校正,因此,不會出現Cusp Artifact信號提高的情況。
通過具備圖像校正部160,能夠得到更高畫質的圖像。
[流程圖]
以下,由上述施加量調整部150及圖像校正部160進行的攝影處理的流程如圖16所示。與上述圖7所示的處理流程相同,將CASD梯度磁場(323odd、323evn)的施加量的初始值設為計算出的值,將重複次數設為NSA次。
另外,在從用戶接受到上式(5)及式(6)的α的指定的同時,作為攝像條件,設定為設定了規定的FOV的條件。此外,在此,不考慮施加量調整部150優化施加量的處理。
首先,施加量調整部150對設定的FOV和基準FOVa進行比較(步驟S1201)。根據比較結果,施加量調整部150使用輸入的α,按照上式(7),計算出調整後的施加量CASDA及CASDAneg(步驟S1202)。而且,施加量調整部150將計算結果反映到CAS序列310odd及310evn(步驟S1203)。
接下來,測量部130對重複次數的計數器n進行初始化(n=1)(步驟S1204)。而且,測量部130對n是奇數還是偶數進行判別(步驟S1205)。
若為奇數,則測量部130執行奇數次用的序列(CAS序列310odd)(步驟S1206)。
圖像重構部140根據得到的結果對圖像進行重構(步驟S1207),並收納在內部存儲裝置115中。其後,測量部130對是否結束了全部重複次數NSA次的測量進行判別(步驟S1208),在沒有結束的情況下,使計數器n增值1(步驟S1209),並轉移到步驟S1205。
另外,在步驟S1205中,若n為偶數,則測量部130執行偶數次用的序列(CAS序列310evn)(步驟S1210)。而且,轉移到步驟S1207。
在步驟S1208中,在判別為結束了全部測量的情況下,圖像重構部140對收納在內部存儲裝置115中的全部圖像進行相加,得到相加圖像(步驟S1211)。
其後,圖像校正部160對相加圖像進行陰影校正(步驟S1212),結束處理。
<<第二實施方式>>
接下來,對本發明的第二實施方式進行說明。在第一實施方式中,通過將重複次數NSA設為偶數,交替地執行使CASD梯度磁場(323odd、323evn)的極性反轉的測量,並使其相加,從而,得到抑制了來自磁場變形位置的回波信號的圖像。另一方面,在本實施方式中,根據一次測量結果,得到對來自磁場變形位置的回波信號進行了抑制的圖像。因此,即使重複次數NSA為奇數也可以適用。
本實施方式的MRI裝置基本上與第一實施方式的MRI裝置100相同。其中,測量部130所遵循的CAS序列的結構是不同的。以下,對於本實施方式,以與第一實施方式不同的結構為重點進行說明。
作為本實施方式的攝像序列的CAS序列基本上具有與圖5(a)所示的CAS序列310odd相同的結構。其中,在本實施方式中,以CASD梯度磁場引起的磁場變形位置210的橫向磁化的相位的旋轉量成為±1/2·π[rad]的方式決定CASD梯度磁場的施加量。例如,在原來的CPMG法中,在將重聚焦RF脈衝302和橫向磁化的相對相位設為±1/2·π[rad]時,通過施加±1/2·π[rad]的相位偏移,將相對相位設為0或±π[rad],作出CP(Carr Purcell)狀態。在本實施方式中,由此,利用因照射不均勻的影響而自然產生信號降低的原理,通過執行一次CAS序列,能夠使來自磁場變形位置210的回波信號降低。
根據上式(1),在遠離磁場中心的位置D,用於使±1/2·π[rad]的相位偏移發生的、本實施方式的CASD梯度磁場的施加量CASDAsgl通過下式(8)算出。
在本實施方式中也可以具備施加量調整部150。在這種情況下,若考慮從用戶接受調整時的調整項α、FOV,施加量(施加面積)CASDAsgl由下式(9)表示。
測量部130通過執行施加由上式(8)或(9)計算出的施加量CASDAsgl的CASD梯度磁場的CAS序列,進行測量。而且,以設定的重複次數重複進行該CAS序列的執行。另外,圖像重構部140通過根據得到的結果對圖像進行重構並相加,從而得到最終的圖像。
在本實施方式中也可以具備與第一實施方式相同的圖像校正部160。另外,施加量調整部150與第一實施方式相同,也可以具備優化施加量的功能。
而且,在本實施方式中,也可以構成為,在重複次數NSA為奇數次的情況下,在全部重複測量中,僅執行1次施加施加量CASDAsgl的CASD梯度磁場的CAS序列,其它與第一實施方式相同,交替地執行CAS序列310odd及CAS序列310evn。
以下,在NSA次(NSA為3以上的奇數)中,僅最後一次執行CAS序列310odd,其它次以第奇數次執行CAS序列310odd,第偶數次執行CAS序列310evn的情況為例進行列舉,使用圖17對攝影處理的流程進行說明。在此,設定為由施加量調整部150進行的施加量調整處理及由圖像校正部160進行的陰影校正處理。
首先,施加量調整部150對設定的FOV和基準FOVa進行比較(步驟S2101)。根據比較結果,施加量調整部150使用輸入的α,按照上式(7)及式(9),計算出調整後的施加量CASDA、CASDAneg、CASDAsgl(步驟S2102)。而且,施加量調整部150反映到執行計算結果的CAS序列(步驟S2103)。
接下來,測量部130對重複次數的計數器n進行初始化(n=1)(步驟S2104)。而且,測量部130對n為奇數還是偶數進行判別(步驟S2105)。
若為偶數,則測量部130執行偶數次用的序列(CAS序列310evn)(步驟S2106),圖像重構部140根據得到的結果對圖像進行重構(步驟S2107)。重構結果收納在內部存儲裝置115等中。而且,將n增值1(步驟S2108),並轉移到步驟S2105。
另一方面,在步驟S2105中,n為奇數的情況下,測量部130對n是否與NSA相等、即,是否為最後的測量次進行判別(步驟S2109)。在不是最後的測量次的情況下,執行奇數次用序列(CAS序列310odd)(步驟S2110),並轉移到步驟S2107。
另外,在步驟S2109中,在判別為最後的測量次的情況下,作為最終次用的序列,執行施加施加量CASDAsgl的CASD梯度磁場的CAS序列(步驟S2111),圖像重構部140根據得到的結果對圖像進行重構(步驟S2112)。
其後,圖像重構部140對通過全部測量得到的圖像進行相加,得到相加圖像(步驟S2113)。最後,圖像校正部160對相加圖像進行陰影校正(步驟S2114),結束處理。
如以上說明的那樣,本實施方式的MRI裝置100與第一實施方式相同,具備測量部130,在任一RF脈衝之間、例如,激勵RF脈衝301與重聚焦RF脈衝302之間,在磁場變形位置210以橫向磁化的相位旋轉規定量的方式施加CASD梯度磁場。而且,在本實施方式中,將規定量設為±1/2·π[rad]。
由此,根據本實施方式,與第一實施方式相同,能夠使磁場變形位置210上的回波信號的信號值降低,能夠抑制尖狀偽影。因此,在施加一個激勵RF脈衝後,即使是施加多個重聚焦RF脈衝的序列,也可以通過簡單的結構得到高品質的圖像。
而且,根據本實施方式,即使重複次數為奇數次,也可以與第一實施方式同樣地,僅通過對脈衝序列施加CASD梯度磁場,就能夠使來自磁場變形位置210的回波信號降低。根據本實施方式,無需限制重複次數即可得到與第一實施方式相同的效果。
因此,即使是短門架型MRI裝置,也能夠不添加特殊的硬體地、另外,不進行複雜的處理地,有效地抑制尖狀偽影。因此,能夠不限制裝置地得到抑制尖狀偽影的高畫質的圖像。
此外,在上述各實施方式中,以作為攝影序列,使用在一個激勵RF脈衝301之後照射多個重聚焦RF脈衝302的FSE系的脈衝序列的情況為例進行了說明,本發明的各實施方式不限於此。只要是在一個激勵RF脈衝之後照射重聚焦RF脈衝的自旋迴波(SE)系的序列即可。
產業上的可利用性
根據本發明,無論切片厚度、FOV這樣的攝影條件如何都能夠抑制尖狀偽影。
符號說明
100 MRI裝置
101 被檢體
102 靜磁場發生源
103 梯度磁場線圈
104 RF發送線圈
105 RF接收線圈
106 床
107 信號處理部
109 梯度磁場電源
110 RF發送部
111 定序器
112 整體控制部
113 存儲器
114 運算處理部
115 內部存儲裝置
117 外部存儲裝置
118 顯示部
119 操作部
130 測量部
140 圖像重構部
150 施加量調整部
160 圖像校正部
210 磁場變形位置
211 摺疊位置
220 FOV
300 FSE序列
301 激勵RF脈衝
302 重聚焦RF脈衝
310 CAS序列
310evn CAS序列
310odd CAS序列
311 切片選擇梯度磁場
312 切片重新定相梯度磁場
313 擾動梯度磁場
314 切片選擇梯度磁場
315 擾動梯度磁場
321 相位編碼梯度磁場
322 相位迴繞梯度磁場
323evn CASD梯度磁場
323odd CASD梯度磁場
332 頻率編碼梯度磁場
341 採樣窗口
351 回波信號