磁共振成像装置以及sar的预测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及测定来自被检测体中的氢、磷等的核磁共振（以下，称为"NMR"）信号， 将核的密度分布、缓和时间分布等图像化的核磁共振成像（以下，称为"MRI"）装置，特别是 涉及能够将被检测体的高频电磁波吸收量抑制在阈值以下的装置。
【背景技术】
[0002] MRI装置是测量构成被检测体、特别是构成人体组织的原子核发生自旋的NMR信 号，以二维或三维方式对头部、腹部、四肢等的形态、功能进行图像化的装置。在拍摄时，按 照规定的摄像脉冲序列来施加激发被检测体的高频电磁波（Radio Frequency :RF)脉冲、 相位编码方向及频率编码方向的倾斜磁场脉冲等。由此，对被检测体释放的NMR信号进行 相位编码以及频率编码，作为时间序列数据来进行测量。通过对测量到的NMR信号进行二 维或三维傅立叶变换，从而使将重构为图像。
[0003] 在MRI装置中，为了抑制RF脉冲对被检测体造成的温度上升等影响，需要根据 IEC(国际电气标准会议）的规定将SAR(比吸收率（Specific Absorption Ratio)每单位 质量的RF的吸收量）抑制到某阈值以下（专利文献1)。SAR的计算式由IEC给出。
[0004] 此外，已知如非专利文献1所记载的，要准确地测量或预测SAR就需要RF施加装 置（照射线圈）的Q值。Q值一般被公知为表示共振的灵敏度的参数，但是MRI装置的RF 照射线圈的Q值依赖于被照射RF脉冲的被检测体自身的内部电阻。因此，在现有技术中， 使用过去测定出的RF照射线圈的实际测量值、部位来预测Q值并加以利用。
[0005] 在先技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :美国专利第5916161号说明书
[0008] 非专利文献
[0009] 非专利文献1 :石黒秋弘，外4名，"MRI装置id朽各社specific absorption ratio予測值?比較"，日本放射線技術学会雑誌，第56卷，第5号，p. 731~736 (AKIHIRO ISHIKURO? et al. ， Comparison of Specific Absorption Ratio Monitoring Values on Various MRI Systems，Japan Society of Radiological Technology 2000 ；56 (5)： 731-736)
【发明内容】
[0010] 发明要解决的课题
[0011] 为了获取高分辨率的重构图像，期望在不超过SAR的阈值的范围内，照射强度尽 可能大的RF脉冲。为此，期望对于想要进行摄像的被检测体，高精度地求取想要通过MRI 装置执行的摄像脉冲序列是否超过了 SAR的阈值。但是，SAR的计算所需的RF照射线圈的 Q值根据被检测体自身的内部电阻而发生变化，所以为了测定Q值，需要在将想要拍摄的被 检测体配置于摄像区域的状态下进行实际测量。
[0012] 为了测量RF照射线圈的Q值，一般需要进行Q值测量用设备的装卸，在现实中很 难在MRI装置每次进行拍摄时实施这样的装卸。另一方面，与进行实际测量的情况相比，使 用过去测量的照射线圈的Q值来预测配置有想要进行拍摄的被检测体的状态下的Q值的方 法其精度会降低。
[0013] 本发明的目的在于，在将被检测体配置于MRI装置的状态下简单地求取RF照射线 圈的Q值，并高精度地预测SAR。
[0014] 用于解决课题的手段
[0015] 在本发明中，在将被检测体配置于上述摄像空间内的状态下，从照射线圈向被检 测体照射高频磁场脉冲，检测照射线圈的发送电压和反射电压，根据发送电压和反射电压 来求取配置有被检测体的状态下的照射线圈的Q值。使用该Q值，预测对被检测体实施了 摄像脉冲序列时的比吸收率（SAR)。
[0016] 发明效果
[0017] 根据本发明，能够在将被检测体配置于MRI装置中的状态下简单地求取RF照射线 圈的Q值，并能高精度地预测SAR，所以能够在SAR不超过阈值的范围内设定较大的RF脉冲 功率等。
【附图说明】
[0018] 图1是表示实施方式的MRI装置的整体结构的框图。
[0019] 图2是表示第1实施方式的SAR预测部33的动作的流程图。
[0020] 图3(a)~（C)是表示SAR预测部33所显示的⑶I的例子的说明图。
[0021] 图4是表示图2的步骤302的详细情况的流程图。
[0022] 图5是表示第1实施方式的SAR测量用脉冲序列的流程图。
[0023] 图6是表示在第1实施方式中所使用的电压驻波比Vswk与Q值之间的关系的曲线 图。
[0024] 图7是表示第2实施方式的SAR预测部33的步骤302的动作的流程图。
[0025] 图8是表示第3实施方式的SAR预测部33的步骤302的动作的流程图。
[0026] 图9是表示第3实施方式的SAR预测部33求取到的阻抗Z与频率之间的关系的 曲线图。
[0027] 图10是表示第4实施方式的SAR预测部33的步骤302的动作的流程图。
[0028] 图11是表示第4实施方式的SAR预测部33所使用阻抗的最大值Zp与Q值之间 的关系的曲线图。
【具体实施方式】
[0029] 本发明的MRI装置具有：具有：静磁场产生部，向摄像空间施加静磁场；床，在摄像 空间内配置被检测体；倾斜磁场线圈，向所述摄像空间施加倾斜磁场；照射线圈，向摄像空 间照射高频磁场；接收线圈，接收摄像空间的被检测体产生的核磁共振信号；以及控制部。 控制部具备SAR预测部，使用照射线圈的Q值来预测对被检测体实施了摄像脉冲序列时的 比吸收率（SAR)。
[0030] SAR预测部在被检测体配置于摄像空间的状态下，从照射线圈向被检测体照射高 频磁场脉冲，检测照射线圈的发送电压和反射电压。根据检测出的发送电压和反射电压来 求取配置有被检测体的状态下的照射线圈的Q值，使用求取到的Q值来预测SAR。
[0031] 这样，在本发明中，在将被检测体配置于摄像空间内的状态下，实际上从照射线圈 照射高频磁场脉冲，并检测发送电压和反射电压，所以能够在考虑被检测体的内部电阻等 引起的影响的情况下求取Q值。因此，通过使用该Q值，能够高精度地预测SAR。此外，求取 该Q值的方法并不需要特别的Q值测量装置，能够简单地求取Q值。
[0032] 以下，具体说明本发明的一实施方式的MRI装置。另外，在用于说明发明的实施方 式的所有附图中，具有相同功能的部件被赋予相同的符号，并省略其重复的说明。
[0033] 首先，基于图1来说明本发明涉及的MRI装置的一例的整体概要。图1是表示本 发明涉及的MRI装置的一实施例的整体结构的框图。该MRI装置利用NMR现象来获得被检 测体的断层图像，如图1所示，该MRI装置具备：静磁场产生系统2、倾斜磁场产生系统3、发 送系统5、接收系统6、控制部30、显示/存储部7、操作部25以及用于将被检测体1配置于 摄像空间的床。
[0034] 控制部3具备序列发生器4和中央处理装置（CPU)8,控制部3不仅进行各部分的 控制，还执行信号处理来进行图像重构。
[0035] 静磁场产生系统2为了在配置有被检测体1的摄像部位的摄像空间内产生静磁场 而包括静磁场产生源。作为静磁场产生源，可使用永磁铁、常导磁铁或者超导磁铁。关于静 磁场产生源，若是垂直磁场方式，则在与被检测体的体轴正交的方向上产生均匀的静磁场， 若是水平磁场方式，则在体轴方向上产生均匀的静磁场。在垂直磁场方式的情况下，静磁场 产生源是夹着摄像空间而在上下相对置地配置的一对磁铁。
[0036] 在水平磁场方式的情况下，静磁场产生源是圆筒形状，圆筒的内部空间是摄像空 间。
[0037] 倾斜磁场产生系统3具备：在作为MRI装置的坐标系（静止坐标系）的X、Y、Z这 3轴方向上分别施加倾斜磁场Gx、Gy、Gz的倾斜磁场线圈9 ;和驱动各个倾斜磁场线圈9的 倾斜磁场电源10。倾斜磁场电源10按照来自序列发生器4的命令而向各个倾斜磁场线圈 9提供驱动电流。
[0038] 由此，倾斜磁场产生系统3在拍摄时向与切面（拍摄断面）正交的方向上施加切 削方向倾斜磁场脉冲（Gs)，由此设定针对被检测体1的切面，在与该切面正交且彼此正交 的2个方向上施加相位编码方向倾斜磁场脉冲（Gp)和频率编码方向倾斜磁场脉冲（Gf)，并 将各个方向的位置信息赋予到回波信号。
[0039] 发送系统5具备高频振荡器11、调制器12、高频放大器13和照射线圈14a。高频 振荡器11产生高频信号，通过调制器12对该高频信号进行调制后，通过高频放大器13进 行放大，并经由信号线31提供给高频线圈（照射线圈）14a。照射线圈14a接受高频信号的 供给，对摄像空间的被检测体1照射RF脉冲，通过构成被检测体1的生物体组织的原子的 原子核自旋引起核磁共振。
[0040] 接收系统6具备接收侧的高频线圈（接收线圈）14b、信号放大器15、正交相位检 波器16和A/D变換器17。通过该结构，接收系统6检测由于构成被检测体1的生物体组织 的原子核自旋的核磁共振而释放出的回波信号（NMR信号）。具体来说，由靠近被检测体1 而配置的接收线圈14b，对被发送侧的高频线圈14a照射的RF脉冲激发的被检测体1发出 的NMR信号（回波信号）进行检测。接收信号在被信号放大器15放大之后，在来自序列发 生器4的指令所给出的定时，正交相位检波器16将其分割成正交的两个系统的信号，分别 被A/D变換器17变换成数字量，从而被发送到兼作信号处理系统的控制部30。
[0041] 控制部30的序列发生器4输出命令发送系统5的调制器12、倾斜磁场产生系统3 的倾斜磁场电源10以及接收系统的A/D变換器17以使其进行动作的信号，在规定的由摄 像脉冲序列确定的定时，将RF脉冲和倾斜磁场脉冲施加到摄像空间的被检测体1。此外，对 接收系统6进行控制，以使在规定的定时获取回波信号。控制部3的CPU8通过执行保存在 内置存储器中的摄像程序，控制序列发生器4的动作，以使执行规定的摄像脉冲序列。
[0042] 此外，控制部3的CPU