專利名稱：磁共振成像方法、磁共振成像裝置及其控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的實施方式涉及磁共振成像方法、磁共振成像裝置及其控制裝置。
背景技術：
MRI是用拉莫爾(Larmor)頻率的RF脈沖磁激勵放置在靜磁場中的受檢體的原子核自旋，根據伴隨該激勵產生的MR信號重建圖像的拍攝法。另外，上述MRI是指磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging), RF 脈沖是指高頻脈沖(Radio frequency pulse), MR 信號是指核磁共振信號(Nuclear magnetic resonance signal)。已知傾斜磁場分布的畸曲是MRI的圖像質量劣化的主要原因之一。理想地，體層選擇方向、相位編碼方向、頻率編碼方向的各傾斜磁場的分布是例如磁場強度與沿施加方向的位置對應而線性地變化。但是實際情況是，一旦向傾斜磁場線圈供給脈沖電流，就會產生渦電流，在傾斜磁場上疊加因渦電流所導致的磁場，發(fā)生傾斜磁場分布的畸曲。通常的渦電流補償，由于以因渦電流所導致的磁場的各成分中的、在空間上呈線形變化的一次成分為對象，修正傾斜磁場波形的輸入，所以不能對因渦電流所導致的磁場的二次以上的成分進行補償。于是，有通過使電流流過高次的調整線圈而對因渦電流所導致的磁場的二次以上的成分進行補償的技術。另外，在日本特開平3-195539號公報中記載了，通過從預先設置的多個渦電流補償電路中選擇一個或多個來對因渦電流所導致的磁場進行補償的構成。

發(fā)明內容
一般地，離磁場中心越遠，傾斜磁場分布的畸曲越大。因此，在只對因渦電流所導致的磁場的一次成分進行補償的現有技術中，尤其在以偏離中心區(qū)(off-center)為拍攝區(qū)域時，由于存在因渦電流所導致的磁場的二次以上的成分，伴隨著傾斜磁場分布的畸曲產生圖像質量劣化。另外，上述偏離中心區(qū)是指離開磁場中心的位置。利用高次調整線圈對因渦電流所導致的磁場的二次以上的成分進行補償的現有技術有為了避免與其它線圈耦合等的影響而設置例如幾秒鐘的等待時間的缺點。另外，有時高次調整成分與因渦電流所導致的磁場的高次成分的信道不對應。具體地說，即使調整線圈僅僅具有補償xz、YY等的各二次成分的各線圈，在因渦電流所導致的磁場的三次成分、四次成分大時，也不能充分地補償因渦電流所導致的磁場。本發(fā)明要解決的問題是，具有用來通過簡單地補償因渦電流所導致的磁場成分來改善圖像質量的與以往不同的技術的MRI裝置及其控制裝置、MRI方法。在一個實施方式中，MRI裝置包括信號收集部、圖像生成部、位置取得部和修正部。信號收集部通過在放置受檢體的拍攝空間內施加傾斜磁場和RF脈沖，收集從受檢體產生的磁共振信號。圖像生成部基于磁共振信號對受檢體的圖像數據進行重建。位置取得部取得拍攝區(qū)域，作為拍攝空間內的位置信息。修正部通過以使得因伴隨著傾斜磁場的施加產生的渦電流所導致的磁場即渦電流磁場相抵銷的方式，根據位置信息和渦電流磁場的時間常數使傾斜磁場的波形變形，從而使產生的傾斜磁場分布接近目標分布。如果采用上述構成的MRI裝置，則可以通過簡單地補償因渦電流所導致的磁場成分來改善圖像質量。在一個實施方式中，控制裝置是MRI裝置的控制裝置，該MRI裝置通過向傾斜磁場線圈供給電流而在放置受檢體的拍攝空間內施加傾斜磁場，伴隨傾斜磁場執(zhí)行受檢體的磁共振成像，該控制裝置包括上述位置取得部和上述修正部。如果采用上述構成的MRI裝置的控制裝置，則可以通過簡單地補償因渦電流所導致的磁場成分來改善圖像質量。在一個實施方式中，MRI方法包括取得步驟、修正步驟、收集步驟和重建步驟。在取得步驟中，取得MRI的拍攝區(qū)域，作為在放置受檢體的拍攝空間內的位置信息。在修正步驟中，通過以使得因伴隨著傾斜磁場的施加產生的渦電流所導致的磁場即渦電流磁場相抵銷的方式，基于上述位置信息和渦電流磁場的時間常數使傾斜磁場的波形變形，從而使產生的傾斜磁場的分布接近目標分布。在收集步驟中，通過在拍攝空間內施加通過修正步驟變形了的傾斜磁場和RF脈沖，收集從受檢體產生的磁共振信號。在重建步驟中，基于磁共振信號對受檢體的圖像數據進行重建。如果采用上述構成的MRI方法，則可以通過簡單地補償因渦電流所導致的磁場成分來改善圖像質量。


圖1是示出根據本實施方式的MRI裝置的整體構成的框圖。圖2是圖1所示的計算機58的功能框圖。圖3是示出在Y軸正方向上離磁場中心5cm的區(qū)域中的因渦電流所導致的磁場的一成分的X軸方向強度分布的一例的示意圖。圖4是示出X偏離中心區(qū)處的各渦磁場成分的各參數的值的一例的表。圖5是示出Y偏離中心區(qū)處的各渦磁場成分的各參數的值的一例的表。圖6是示出Z偏離中心區(qū)處的各渦磁場成分的各參數的值的一例的表。圖7是對比受到渦電流影響的傾斜磁場波形的一例和與其對應的理想傾斜磁場波形的一例的示意圖。圖8是示出在Y軸正方向上離磁場中心5cm的區(qū)域中的、因渦電流所導致的磁場的另一成分的X軸方向強度分布的一例的示意圖。圖9是示出多體層拍攝中的拍攝體層的一例的示意圖。圖10是示出以自旋回波法為例的多體層拍攝中的脈沖序列的一例的示意圖。圖11是示出根據本實施方式的MRI裝置的動作流程的流程圖。圖12是示出不進行考慮了渦磁場成分的傾斜磁場的修正而拍攝體模得到的圖像的一例的圖。圖13是示出根據本實施方式的方法進行傾斜磁場分布的修正，拍攝與圖12相同的體模得到的圖像的一例的圖。
具體實施例方式下面，基于

MRI裝置及其控制裝置、MRI方法的實施方式。另外，在各圖中對相同要素賦予相同的附圖標記，重復說明省略。(本實施方式的構成)圖1是示出根據本實施方式的MRI裝置20的整體構成的框圖。像圖1所示的那樣，MRI裝置20包括形成靜磁場的筒狀的靜磁場磁體22 ；以及在該靜磁場磁體22的內側同軸地設置的筒狀的調整線圈對、傾斜磁場線圈^KRF線圈觀、控制裝置30以及供受檢體 H躺在其上的床板32。在此，作為一例，像以下那樣定義裝置坐標系的相互正交的X軸、Y軸、Z軸。首先， 將靜磁場磁體22和調整線圈M配置成使它們的軸方向與鉛直方向正交，以靜磁場磁體22 和調整線圈M的軸方向為Z軸方向。另外，以鉛直方向為Y軸方向，將床板32配置成其頂板的用來載置的面的法線方向為Y軸方向。MRI裝置20的控制裝置30具有例如，靜磁場電源40、調整線圈電源42、傾斜磁場電源44、RF發(fā)送器46、RF接收器48、床板驅動裝置50、序列控制器56和計算機58。
傾斜磁場電源44由X軸傾斜磁場電源Mx、Y軸傾斜磁場電源44y和Z軸傾斜磁場電源Mz構成。另外，計算機58由運算裝置60、輸入裝置62、顯示裝置64和存儲裝置66 構成。靜磁場磁體22與靜磁場電源40連接，利用從靜磁場電源40供給的電流在拍攝空間中形成靜磁場。上述拍攝空間是指，例如，放置受檢體H，被施加靜磁場的機架內的空間。所謂機架，是以包含靜磁場磁體22、調整線圈24、傾斜磁場線圈26、RF線圈28的方式形成為例如圓筒狀的結構體。機架和床板32構成為，受檢體H所躺的床板32可以在機架的內部移動。 另外，在圖1中，由于太復雜，所以作為構成要素只示出機架內的靜磁場磁體22、調整線圈 24、傾斜磁場線圈沈、RF線圈28，未示出機架自身。拍攝區(qū)域是指，例如，用于生成“一幅圖像”或“一組圖像”的MR信號的收集范圍， 是作為拍攝空間的一部分設定的區(qū)域。此處的“一幅圖像”和“一組圖像”有時是二維圖像， 也有時是三維圖像。此處的“一組圖像”是例如像多體層拍攝等那樣，在一個脈沖序列內一并收集“多幅圖像”的MR信號時的“多幅圖像”。拍攝區(qū)域例如用裝置坐標系三維地規(guī)定。 在此，作為一例，拍攝區(qū)域如果是厚度薄的區(qū)域則稱為拍攝體層，如果是有一定程度的厚度的區(qū)域則稱為拍攝板區(qū)。調整線圈M與調整線圈電源42連接，利用從調整線圈電源42供給的電流，將其靜磁場均勻化。靜磁場磁體22多數情況下用超導線圈構成，在激勵時與靜磁場電源40連接而被供給電流，但一般情況下一旦被激勵后就變成非連接狀態(tài)。另外，也可以不設置靜磁場電源40，用永磁體構成靜磁場磁體22。傾斜磁場線圈沈包括X軸傾斜磁場線圈^x、Y軸傾斜磁場線圈26y和Z軸傾斜磁場線圈^z，在靜磁場磁體22的內側筒狀地形成。X軸傾斜磁場線圈^x、Y軸傾斜磁場線圈26y和Z軸傾斜磁場線圈26z分別與傾斜磁場電源44的X軸傾斜磁場電源44x、Y軸傾斜磁場電源44y和Z軸傾斜磁場電源Mz連接。然后，利用分別從X軸傾斜磁場電源44x、Y軸傾斜磁場電源44y和Z軸傾斜磁場電源44z向X軸傾斜磁場線圈^x、Y軸傾斜磁場線圈26y和Z軸傾斜磁場線圈26z供給的電流，在拍攝空間中分別形成X軸方向的傾斜磁場Gx、Y軸方向的傾斜磁場Gy和Z軸方向的傾斜磁場fe。S卩，可以將裝置坐標系的三軸方向的各傾斜磁場foc、Gy、(}Z合成，任意地設定作為邏輯軸的體層選擇方向傾斜磁場(iss、相位編碼方向傾斜磁場Gpe和讀出方向(頻率編碼方向)傾斜磁場Gro的各方向。體層選擇方向、相位編碼方向和讀出方向的各傾斜磁場(iss、 Gpe、Gro與靜磁場重疊。RF發(fā)送器46基于從序列控制器56輸入的控制信息，生成用來產生核磁共振的拉莫爾頻率的RF脈沖(RF電流脈沖)，將它發(fā)送到發(fā)送用的RF線圈28。在RF線圈28中具有內置在機架中的接收發(fā)送RF脈沖用的全身用線圈、設置在床板32或受檢體H附近的接收RF脈沖用的局部線圈等。發(fā)送用的RF線圈28從RF發(fā)送器46接收RF脈沖并向受檢體 H發(fā)送。接收用的RF線圈觀接收通過用RF脈沖激勵受檢體H內部的原子核自旋而產生的 MR信號，并用RF接收器48檢測該MR信號。RF接收器48通過對檢測到的MR信號實施前置放大、中間頻率變換、相位檢波、 低頻放大、濾波等的各種信號處理，然后進行A/D變換，生成數字化了的復數數據即原始數據。RF接收器48將生成的MR信號的原始數據輸入給序列控制器56。運算裝置60進行MRI裝置20整體的系統控制。序列控制器56根據運算裝置60的指令，存儲為了驅動傾斜磁場電源44、RF發(fā)送器46和RF接收器48所需的控制信息。此處的“控制信息”是指，例如，記述了應向傾斜磁場電源44施加的脈沖電流的強度、施加時間、施加定時等的動作控制信息的序列信息。序列控制器56通過根據所存儲的預定的序列驅動傾斜磁場電源44、RF發(fā)送器46 和RF接收器48，產生傾斜磁場fouGyjz和RF脈沖。另外，序列控制器56接收從RF接收器48輸入的MR信號的原始數據，將它輸入運算裝置60。床板驅動裝置50經由序列控制器56與運算裝置60連接。序列控制器56通過根據運算裝置60的指令控制床板驅動裝置50，使床板32的頂板移動。圖2是圖1所示的計算機58的功能框圖。計算機58的運算裝置60包括MPU (微處理單元)86、系統總線88、圖像重建部90、圖像數據庫94、圖像處理部96、顯示控制部98、 位置取得部100和修正部102。MPU 86在拍攝條件的設定、拍攝動作和拍攝后的圖像顯示中，通過系統總線88等的布線進行MRI裝置20整體的系統控制。另外，MPU 86作為拍攝條件設定部起作用，基于來自輸入裝置62的指示信息設定包含脈沖序列的拍攝條件，將設定的拍攝條件輸入序列控制器56。因此，MPU86控制顯示控制部98，在顯示裝置64上顯示拍攝條件的設定用畫面
fn息ο輸入裝置62向用戶提供設定拍攝條件、圖像處理條件的功能。圖像重建部90在內部具有k空間數據庫92。圖像重建部90在k空間數據庫92 中形成的k空間中配置從序列控制器56輸入的MR信號的原始數據作為k空間數據。圖像重建部90對k空間數據實施包含二維傅里葉變換等的圖像重建處理，生成受檢體H的各體層的圖像數據。圖像重建部90將生成的圖像數據存儲到圖像數據庫94中。圖像處理部96從圖像數據庫94取入圖像數據，對它實施預定的圖像處理，將圖像處理后的圖像數據作為顯示用圖像數據存儲到存儲裝置66中。存儲裝置66對上述顯示用圖像數據附加該顯示用圖像數據的生成中使用的拍攝條件、受檢體H的信息(患者信息)等，作為附帶信息，并存儲起來。顯示控制部98根據MPU 86的控制，在顯示裝置64上顯示拍攝條件的設定用畫面、表示通過拍攝生成的圖像數據的圖像。位置取得部100取得拍攝區(qū)域，作為在拍攝空間內的基于裝置坐標系的位置信息，將它輸入到修正部102。修正部102算出通過向傾斜磁場線圈沈供給脈沖電流而生成的渦電流所導致的磁場的大小。下面，說明因渦電流所導致的磁場的大小的計算方法。首先，在此作為一例，使磁場中心位于裝置坐標系的原點。另外，“X偏離中心區(qū)”的含義是沿X軸方向從磁場中心偏離了的位置。同樣地，“Y偏離中心區(qū)”、“Z偏離中心區(qū)”的含義分別是沿Y軸方向、Z軸方向從磁場中心偏離了的位置。圖3是示出在Y軸正方向上離磁場中心5cm的區(qū)域中的因渦電流所導致的磁場的一個成分的X軸方向強度分布的一例。圖3的橫軸表示偏離中心區(qū)的軸，即X軸方向的位置。圖3的縱軸是觀測軸，表示因渦電流所導致的磁場的Y成分的二次成分中的某時間常數τ的磁場強度。在Y軸負方向上離磁場中心5cm的區(qū)域中的同一磁場成分的磁場強度的X軸方向分布，是將圖3的縱軸方向正負逆轉得到的。像上述的一例那樣，因渦電流產生的磁場強度，不管哪個成分一般情況下都是離磁場中心越遠越大，因渦電流所導致的磁場的影響度因拍攝區(qū)域的位置不同而不同。于是， 修正部102基于因渦電流所導致的磁場的大小和拍攝區(qū)域的位置，算出向X軸、Y軸、Z軸的各傾斜磁場線圈^xJ6y、26z供給的電流的修正值，以使各傾斜磁場(isS、Gpe、Gr0的分布成為目標分布。在此，因渦電流所產生的磁場的各成分像以下那樣地定義。在X偏離中心區(qū)中，施加X軸方向的傾斜磁場foe時因渦電流所產生的磁場的X成分、Y成分、Z成分分別是ΧΧ_Χ、ΧΥ_Χ、χζ_χ。在X偏離中心區(qū)中，施加Y軸方向的傾斜磁場Gy時因渦電流所產生的磁場的X成分、Y成分、Z成分分別是ΥΧ_Χ、ΥΥ_Χ、ΥΖ_Χ。在X偏離中心區(qū)中，施加Z軸方向的傾斜磁場( 時因渦電流所產生的磁場的X成分、Y成分、Z成分分別是ΖΧ_Χ、ΖΥ_Χ、ζζ_χ。在Y偏離中心區(qū)中，施加X軸方向的傾斜磁場foe時因渦電流所產生的磁場的X成分、Y成分、Z成分分別是ΧΧ_Υ、ΧΥ_Υ、ΧΖ_Υ。 在Y偏離中心區(qū)中，施加Y軸方向的傾斜磁場Gy時因渦電流所產生的磁場的X成分、Y成分、Z成分分別是YX_Y、YY_Y、TL J。在Y偏離中心區(qū)中，施加Z軸方向的傾斜磁場( 時因渦電流所產生的磁場的X成分、Y成分、Z成分分別是ΖΧ_Υ、ΖΥ_Υ、ΖΖ_Υ。在Z偏離中心區(qū)中，施加X軸方向的傾斜磁場foe時因渦電流所產生的磁場的X成分、Y成分、Z成分分別是ΧΧ_Ζ、ΧΥ_Ζ、χζ_ζ。在Z偏離中心區(qū)中，施加Y軸方向的傾斜磁場Gy時因渦電流所產生的磁場的X成分、Υ成分、ζ成分分別是ΥΧ_Ζ、η—τ、ΥΖ_Ζ。
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在Z偏離中心區(qū)中，施加Z軸方向的傾斜磁場( 時因渦電流所產生的磁場的X成分、Y成分、Z成分分別是ΖΧ_Ζ、ΖΥ_Ζ、ζζ_ζ。BP,由包含下橫線的4個字符表示的各符號的最前面的字符表示對應于施加傾斜磁場fouGyjz中的哪一個時的情形。另外，各符號的第二個字符表示著眼于(作為因渦電流所產生的磁場的觀測軸)X成分、Y成分、Z成分中的哪一個。另外，各符號的末尾的字符表示對應于X偏離中心區(qū)、Y偏離中心區(qū)、Z偏離中心區(qū)中的哪一個。下面，將因渦電流所產生的磁場的各成分稱為渦磁場成分，像渦磁場成分XX_X那樣地來標示。各渦磁場成分，雖然是振幅和按照時間常數τ呈指數函數關系衰減的衰減項的積，但有時也具有不同的時間常數τ的成分。于是，對于上述27個渦磁場成分，針對每個時間常數分別算出振幅。另外，渦電流磁場的時間常數τ由渦電流的時間常數確定，例如由以下因素確定。第一是X軸、Y軸、Z軸傾斜磁場線圈26x、26y、26z與靜磁場磁體22的相對位置關系。 第二是傾斜磁場線圈26的形狀、材質等。例如，通過在安裝調整MRI裝置20時測定渦磁場成分而算出這些時間常數τ，將算出數據做成像表格數據那樣，存儲到修正部102中即可。 或者，也可以基于傾斜磁場線圈沈與靜磁場磁體22的相對位置關系、傾斜磁場線圈沈的形狀、材質等，通過模擬算出渦電流磁場的時間常數τ，將算出結果存儲到修正部102中。下面，說明對于上述27個渦磁場成分針對每個時間常數算出振幅的方法。第一，對于上述27個渦磁場成分內的偏離中心區(qū)軸與觀測軸相同的渦磁場成分 (符號的末尾的字符與第二個字符相同)，作為一例用下式計算振幅。具體地說，對χχ_χ、 ΥΧ_Χ、ΖΧ_Χ、ΧΥ_Υ、ΥΥ_Υ、ΖΥ_Υ、ΧΖ_Ζ、ΥΖ_Ζ、ΖΖ_Ζ 這 9 個渦磁場成分用下式(1)計算振幅 L。L = Α1+Α2Χ {pol(p)} X |ρ+A3X |p|2+A4X {pol(p)} X Ipl3 ... (1)在式(ι)中，IPI表示P的絕對值，poi(P)表示正或負的Ρ的極性，根據Ρ的極性代入+1或-1。第二，對于上述27個渦磁場成分內的偏離中心區(qū)軸與觀測軸不同的渦磁場成分， 作為一例用下式⑵計算振幅。具體地說，對ΧΥ_Χ、ΧΖ_Χ、ΥΥ_Χ、ΥΖ_Χ、ΖΥ_Χ、ΖΖ_Χ、ΧΧ_Υ、 ΧΖ_Υ、ΥΧ_Υ、ΥΖ_Υ> ΖΧ_Υ、ΖΖ_Υ、ΧΧ_Ζ、ΧΥ_Ζ、ΥΧ_Ζ、ΥΥ_Ζ、ΖΧ_Ζ、ΖΥ_Ζ 這 18 個渦磁場成分用下式⑵計算振幅L。L = AlX Ρ+Α2 X ρ2+Α3 X p3+A4 Xp4 — (2)式(1)和式⑵中的Al、Α2、A3、Α4針對每個渦磁場成分不同。關于Al Α4，通過例如在安裝調整MRI裝置20時測定各渦磁場成分而取得，將取得的數據做成像查詢表 (表格數據)那樣，輸入設定并存儲到修正部102中即可。圖4是示出X偏離中心區(qū)處的各渦磁場成分的各參數的值的一例的表。圖5是示出Y偏離中心區(qū)處的各渦磁場成分的各參數的值的一例的表。圖6是示出Z偏離中心區(qū)處的各渦磁場成分的各參數的值的一例的表。另外，圖4 圖6中的時間常數τ的單位是毫秒。像上述那樣，27種渦磁場成分存在根據時間常數進一步分成多項的情況。在圖4的例子中，渦磁場成分ΧΧ_Χ、ΥΥ_Χ、ΖΖ_ X分成多項。另外，在圖4 圖6中，Α1、Α3、Α4—律為零，但這不過是為了使以下的說明簡化而采用的一個例子而已，在實際中基于測定值等使用適當的值。
在本實施方式中，通過使用像式(1)、式O)、圖4 圖6那樣預先存儲的多項式模型化了的數據，進行針對X偏離中心區(qū)、Y偏離中心區(qū)、Z偏離中心區(qū)處的因渦電流所產生的磁場的一次和二次以上的成分的修正。由此，使傾斜磁場的分布接近目標分布。具體地說，按照裝置坐標系將拍攝空間內的(作為拍攝體層或拍攝板區(qū)的)拍攝區(qū)域的中心的坐標位置規(guī)定為(xl，yl，zl) 0此時，用X坐標值的xl計算X偏離中心區(qū)成分(上述27個渦磁場成分內符號末尾字符為X的成分)。同樣地，用Y坐標值的yl計算Y 偏離中心區(qū)成分，用Z坐標值的zl計算Z偏離中心區(qū)成分。由此，針對全部27個渦磁場成分的各時間常數的項計算其振幅。作為一例，具體地說明將基于裝置坐標系的拍攝體層的中心坐標設為(-10，5，2)，計算各渦磁場成分的振幅的例子。對于渦磁場成分XX_X，由于(因符號的第二個字符與末尾的字符相同)觀測軸與偏離中心區(qū)軸相同，所以用上述式(1)根據圖4的各參數值計算。另外，由于渦磁場成分 XX_X(因為符號的末尾字符)是X偏離中心區(qū)成分，所以式(1)中的P值用X坐標值-10。 這樣一來，像下式C3)那樣計算出渦磁場成分XX_X的第1項(對應于時間常數τ =40毫秒)的振幅L
XX—Xl°Lxxxi = Α1+Α2Χ {pol(p)} X |ρ+A3X |p|2+A4X {pol(p)} X IpI3= 0+30 X (-1) X I-10 | +0 X |-10 12+0 X (-1) X I-10 13= -300... (3)即，如果傾斜磁場foe的施加開始時刻為時間t = 0，在X坐標值為-10的X偏離中心區(qū)中，施加X軸方向的傾斜磁場to時因渦電流所產生的磁場的X成分的第一項，則大致用下式⑷表示。Lxx X1 X {exp (~t/ τ )} = -300 X {exp (_t/0. 04)}... (4)另外，由式(4)給出的磁場強度的單位為例如特斯拉。同樣地，像下式(5)那樣計算出渦磁場成分XX_X的第2項(對應于時間常數τ = 3毫秒)的振幅Lxx Χ2。Lxx X2 = A1+A2 X {pol (ρ)} X | ρ+Α3Χ |ρ|2+Α4Χ {pol(p)} X IpI3= -32... (5)對于渦磁場成分YX_Z，由于偏離中心區(qū)軸與觀測軸不同，所以用上述式(2)根據圖6的各參數值計算。另外，由于渦磁場成分ΥΧ_Ζ是Z偏離中心區(qū)的成分，所以用Z坐標值2作為式⑵中的ρ值。在圖6的例子中，渦磁場成分ΥΧ_Ζ只有對應于時間常數τ = 40毫秒的項，所以像下式(6)那樣計算出其振幅Lyx ziijLyx ζ = Α1Χ ρ+Α2 X ρ2+Α3 X ρ3+Α4 X ρ4=OX 2+1. 5 X 22+0 X 23+0 X 24 = 6 ... (6)這樣，通過使用像式(1)、式O)、圖4 圖6那樣的表格數據，可以對于27個渦磁場成分，針對每個時間常數全部計算其振幅。由此，可以算出因渦電流所產生的磁場分布的隨時間的變化。在修正傾斜磁場分布時，通過修正向傾斜磁場線圈沈供給的電流以使全部渦磁場成分相抵銷，使傾斜磁場的時間波形變形即可。例如，在不考慮渦電流時，算出向施加作為目標的傾斜磁場分布(目標分布)的X軸、Y軸、Z軸的各傾斜磁場線圈26x、26y、26z供給的電流值，作為“暫定值”。然后，算出向施加與渦磁場成分符號相反的磁場分布的各傾斜磁場線圈^x J6y、 26z供給的電流值，作為“調整值”。然后，通過將“暫定值”和“調整值”相加來確定向各傾斜磁場線圈^kJ6y、26z最終供給的電流值即可?；蛘撸部梢孕拚蚋鲀A斜磁場線圈26x、26y、26z供給的電流值，以施加從作為目標的傾斜磁場分布減去全部渦磁場成分得到的傾斜磁場分布。在此，渦磁場成分像式(4)那樣按照時間常數衰減。因此，作為考慮了該時間常數的修正，使針對向傾斜磁場線圈26供給的電流值的“調整值”與從各傾斜磁場脈沖的施加開始時刻(與后述的圖7的tl相當)算起經過的時間對應地變化。另外，所謂“各傾斜磁場脈沖”在后述的圖10所示的多體層拍攝的脈沖序列的情況下，是指例如體層選擇脈沖200、202、相位編碼脈沖204、讀出脈沖206、208的各個。艮口， “各傾斜磁場脈沖”一般是在體層選擇方向、相位編碼方向、讀出方向的各邏輯軸上，在時間軸上離散的脈沖。例如，考慮上述的通過將“暫定值”和“調整值”相加來確定向各傾斜磁場線圈^x、 26y,26z最終供給的電流值的修正。此時，由于“調整值”是向施加與渦磁場成分符號相反的磁場分布的傾斜磁場線圈沈供給的電流值，所以隨著時間的經過，按照上述時間常數減少。這是因為，如果渦磁場成分按照時間常數衰減，向傾斜磁場線圈沈供給的電流值內的作為修正成分的“調整值”的絕對值也應當隨著時間經過而減少。即，是隨著從各傾斜磁場脈沖的開始施加算起的時間經過而與修正量相當的“調整值”減少的那樣的修正。在像以上那樣使傾斜磁場波形變形的修正中，如果不考慮渦電流，則得到從作為目標的傾斜磁場分布(目標分布)減去全部渦磁場成分得到的傾斜磁場分布，但在實際中渦磁場成分相重疊，先減去的全部渦磁場成分相抵銷。即，得到大致為目標的傾斜磁場分布。圖7是對比受到渦電流影響的傾斜磁場波形的一例和與其對應的理想傾斜磁場波形的一例的示意圖。圖7(A)中，用粗線表示受到渦電流影響的傾斜磁場波形的一例，用虛線表示與該波形對應的理想傾斜磁場波形。圖7 (B)用粗線表示理想傾斜磁場波形，與圖 7(A)的虛線部分相同。另外，圖7(A)、(B)中，縱軸表示傾斜磁場的強度，橫軸表示經過的時間t。圖7中，時刻tl為傾斜磁場脈沖的施加開始時刻(與向傾斜磁場線圈沈供給的電流供給開始時刻大致相同)。在不進行針對渦電流磁場的補償時，像圖7(A)所示的那樣， 傾斜磁場波形稱為曲線狀(鈍化)。這是因為，與向傾斜磁場線圈沈開始供給電流同步， 還產生渦電流磁場，渦電流磁場重疊在傾斜磁場上。但是，渦電流磁場隨著時間經過，按照上述時間常數τ減少。因此，在圖7中的梯形的理想傾斜磁場波形的平坦部分的后半部分幾乎沒有渦電流磁場，所以理想傾斜磁場波形與受到渦電流影響的傾斜磁場波形基本上一致。但是，在本實施方式中，由于使傾斜磁場的波形變形以使渦電流磁場相抵銷，所以得到像圖7(B)那樣的理想傾斜磁場波形。這是因為，在本實施方式中，像上述那樣，將向傾斜磁場線圈沈供給的電流值修正成基于拍攝區(qū)域的位置和渦電流磁場的時間常數τ隨時間變化。圖3中的拍攝區(qū)域Liigl是中心坐標為(像上述的(_10、5、2)的例子那樣)在Y軸負方向上離磁場中心IOcm的位置的一例。例如，在拍攝肩、手腕等時，像拍攝區(qū)域Liigl那樣位于X軸方向的一側。此時，通過修正傾斜磁場foc、Gy、(}Z以使得以拍攝區(qū)域Liigl的中心位置為基準的渦磁場成分相互抵銷，可以在拍攝區(qū)域^iigl的中心處基本上完全除去渦磁場成分的影響。 在拍攝區(qū)域Liigl的外緣區(qū)域，由于各渦磁場成分的振幅與拍攝區(qū)域Liigl的中心不同，雖然不能完全地修正，但與只對一次成分進行修正的現有技術相比可以改善圖像質量。圖8是與圖3同樣地，示出在Y軸正方向上離磁場中心5cm的區(qū)域中的、因渦電流所產生的磁場的另一成分的X軸方向強度分布的一例的示意圖。圖8的橫軸表示X軸方向的位置。圖8的縱軸是因渦電流所產生的磁場的Y成分的二次成分中的某時間常數τ的磁場強度。圖8中用斜線區(qū)域表示的拍攝區(qū)域Img2，作為一例，是在X軸方向涵蓋-IOcm IOcm的范圍、Y軸方向涵蓋-IOcm IOcm的范圍、Z軸方向涵蓋-0. 5cm 0. 5cm的范圍的長方體狀的拍攝板區(qū)。即，拍攝區(qū)域Liig2的中心與裝置坐標系的原點(在該例中是磁場中
心)一致。在此，對于上述渦磁場成分的振幅，也可以用拍攝區(qū)域內的平均值求出。以拍攝區(qū)域Liig2為例，說明針對X軸方向、Y軸方向，使渦磁場成分的偏離平均化的一例。例如，渦磁場成分XY_X，在圖4的例子中只有時間常數50毫秒的一項，通過將拍攝區(qū)域Liig2的X坐標值代入而作為式O)中的P，可以計算其振幅Lxy P在此，作為X坐標值，像-10，_9，……0,1,……9，10那樣以Icm刻度抽出21個計測點，以涵蓋拍攝區(qū)域 Img2的X軸方向的一端到另一端。然后在各計測點計算Lxy x，計算用計測點數將它平均化而得到的平均振幅AVLxy P在此，由于在圖4的例子中Al = 0、A3 = 0、A4 = 0，所以可以像下式(7)那樣計算平均振幅AVLxy x。
權利要求
1.一種磁共振成像裝置，包括信號收集部，通過在放置受檢體的拍攝空間內施加傾斜磁場和RF脈沖，收集從上述受檢體產生的磁共振信號；和圖像生成部，基于上述磁共振信號對上述受檢體的圖像數據進行重建，其特征在于，還包括位置取得部，取得拍攝區(qū)域作為在上述拍攝空間內的位置信息；以及修正部，通過以使得因伴隨著上述傾斜磁場的施加產生的渦電流所產生的磁場即渦電流磁場相抵銷的方式基于上述位置信息和上述渦電流磁場的時間常數使上述傾斜磁場的波形變形，而使產生的上述傾斜磁場的分布接近目標分布。
2.如權利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于，還包括產生靜磁場的靜磁場磁體和產生與被供給的電流對應的上述傾斜磁場的傾斜磁場線圈，上述修正部預先存儲上述渦電流磁場的時間常數，作為基于上述傾斜磁場線圈與上述靜磁場磁體的相對位置關系、上述傾斜磁場線圈的形狀和材質的值，根據該時間常數使上述傾斜磁場的波形變形。
3.如權利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于還包括產生與被供給的電流對應的上述傾斜磁場的傾斜磁場線圈，上述修正部通過對上述信號收集部向上述傾斜磁場線圈供給的電流進行修正，使上述傾斜磁場的波形變形。
4.如權利要求3所述的磁共振成像裝置，其特征在于上述修正部根據從上述位置信息得到的上述拍攝區(qū)域與磁場中心的距離，進行針對每個上述傾斜磁場的施加方向分別算出上述渦電流磁場的裝置坐標系的X軸方向成分的振幅、上述渦電流磁場的裝置坐標系的Y軸方向成分的振幅、上述渦電流磁場的裝置坐標系的Z軸方向成分的振幅的運算處理，基于上述運算處理的結果修正向上述傾斜磁場線圈供給的電流。
5.如權利要求4所述的磁共振成像裝置，其特征在于上述修正部通過使上述信號收集部向上述傾斜磁場線圈供給的電流值根據上述渦電流磁場的時間常數隨時間變化，使上述傾斜磁場的分布接近上述目標分布。
6.如權利要求4所述的磁共振成像裝置，其特征在于上述修正部基于上述位置信息取得上述拍攝區(qū)域的中心位置，根據上述中心位置與上述磁場中心的距離進行上述運算處理。
7.如權利要求6所述的磁共振成像裝置，其特征在于上述修正部通過使上述信號收集部向上述傾斜磁場線圈供給的電流值根據上述渦電流磁場的時間常數隨時間變化，使上述傾斜磁場的分布接近上述目標分布。
8.如權利要求6所述的磁共振成像裝置，其特征在于上述信號收集部構成為從與多個圖像分別對應的多個上述拍攝區(qū)域收集上述磁共振信號；上述位置取得部構成為取得多個上述拍攝區(qū)域作為多組上述位置信息；上述修正部構成為針對各個上述拍攝區(qū)域的每一個修正向上述傾斜磁場線圈供給的電流。
9.如權利要求4所述的磁共振成像裝置，其特征在于上述修正部通過使用上述拍攝區(qū)域內的多個位置處的與上述磁場中心的各距離，進行上述運算處理，以使得上述渦電流磁場的裝置坐標系的X軸方向成分、裝置坐標系的Y軸方向成分、裝置坐標系的Z軸方向成分的各振幅的算出結果成為在整個上述拍攝區(qū)域的寬度上平均了的值。
10.如權利要求9所述的磁共振成像裝置，其特征在于上述修正部通過使上述信號收集部向上述傾斜磁場線圈供給的電流值根據上述渦電流磁場的時間常數隨時間變化，使上述傾斜磁場的分布接近上述目標分布。
11.如權利要求9所述的磁共振成像裝置，其特征在于上述信號收集部構成為從與多個圖像分別對應的多個上述拍攝區(qū)域收集上述磁共振信號；上述位置取得部構成為取得多個上述拍攝區(qū)域作為多組上述位置信息； 上述修正部構成為針對各個上述拍攝區(qū)域的每一個修正向上述傾斜磁場線圈供給的電流。
12.如權利要求3所述的磁共振成像裝置，其特征在于上述信號收集部構成為從與多個圖像分別對應的多個上述拍攝區(qū)域收集上述磁共振信號；上述位置取得部構成為取得多個上述拍攝區(qū)域作為多組上述位置信息； 上述修正部構成為針對各個上述拍攝區(qū)域的每一個修正向上述傾斜磁場線圈供給的電流。
13.如權利要求3所述的磁共振成像裝置，其特征在于作為多體層拍攝，上述信號收集部通過施加選擇激勵某一拍攝區(qū)域的上述傾斜磁場和上述RF脈沖，從該拍攝區(qū)域收集上述磁共振信號，并且在經過該拍攝區(qū)域的重復時間為止的期間，通過施加選擇激勵另一拍攝區(qū)域的上述傾斜磁場和上述RF脈沖，從上述另一拍攝區(qū)域收集上述磁共振信號；上述位置取得部將由上述多體層拍攝選擇激勵的各個拍攝區(qū)域作為上述位置信息； 上述修正部針對各個拍攝區(qū)域的每一個算出上述渦電流磁場的裝置坐標系的X軸方向成分的振幅、上述渦電流磁場的裝置坐標系的Y軸方向成分的振幅、上述渦電流磁場的裝置坐標系的Z軸方向成分的振幅，基于上述算出結果針對各個拍攝區(qū)域的每一個修正向上述傾斜磁場線圈供給的電流。
14.如權利要求3所述的磁共振成像裝置，其特征在于上述修正部通過使上述信號收集部向上述傾斜磁場線圈供給的電流值根據上述渦電流磁場的時間常數隨時間變化，使上述傾斜磁場的分布接近上述目標分布。
15.如權利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于 上述位置信息是規(guī)定上述拍攝區(qū)域的三維范圍的信息。
16.如權利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于上述位置信息是上述拍攝區(qū)域的外緣的各頂點的在裝置坐標系中的坐標位置。
17.如權利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于上述位置信息是設置了上述拍攝區(qū)域的中心坐標、體層厚度、斷面方向和體層的長寬尺寸的信息。
18.—種磁共振成像裝置的控制裝置，該磁共振成像裝置通過向傾斜磁場線圈供給電流而在放置受檢體的拍攝空間內施加傾斜磁場，伴隨上述傾斜磁場執(zhí)行上述受檢體的磁共振成像，其特征在于包括位置取得部，取得上述磁共振成像的拍攝區(qū)域，作為在上述拍攝空間內的位置信息；以及修正部，通過以使得因伴隨著上述傾斜磁場的施加產生的渦電流所產生的磁場即渦電流磁場相抵銷的方式基于上述位置信息和上述渦電流磁場的時間常數使上述傾斜磁場的波形變形，而使產生的上述傾斜磁場的分布接近目標分布。
19.一種磁共振成像方法，其特征在于包括以下步驟取得步驟，取得磁共振成像的拍攝區(qū)域，作為在放置受檢體的拍攝空間內的位置信息；修正步驟，通過以使得因伴隨著上述傾斜磁場的施加產生的渦電流所產生的磁場即渦電流磁場相抵銷的方式基于上述位置信息和上述渦電流磁場的時間常數使上述傾斜磁場的波形變形，而使產生的上述傾斜磁場的分布接近目標分布；收集步驟，通過在上述拍攝空間內施加通過上述修正步驟變形了的上述傾斜磁場和RF 脈沖，收集從上述受檢體產生的磁共振信號；以及重建步驟，基于上述磁共振信號對上述受檢體的圖像數據進行重建。
全文摘要
本發(fā)明的一個實施方式提供一種MRI裝置，它包括信號收集部、圖像生成部、位置取得部和修正部。信號收集部通過在放置受檢體的拍攝空間內施加傾斜磁場和RF脈沖，收集從受檢體產生的磁共振信號。圖像生成部基于磁共振信號對受檢體的圖像數據進行重建。位置取得部取得拍攝區(qū)域作為拍攝空間內的位置信息。修正部通過以使得因伴隨著傾斜磁場的施加產生的渦電流所產生的磁場即渦電流磁場相抵銷的方式基于位置信息和渦電流磁場的時間常數使傾斜磁場的波形變形，而使產生的傾斜磁場分布接近目標分布。
文檔編號A61B5/055GK102342832SQ20111020560
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權日2010年7月23日
發(fā)明者梅田匡朗, 鐮田光和 申請人:東芝醫(yī)療系統株式會社, 株式會社東芝