专利名称：磁共振成像方法、磁共振成像装置及其控制装置的制作方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及磁共振成像方法、磁共振成像装置及其控制装置。
背景技术：
MRI是用拉莫尔(Larmor)频率的RF脉冲磁激励放置在静磁场中的受检体的原子核自旋，根据伴随该激励产生的MR信号重建图像的拍摄法。另外，上述MRI是指磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging), RF 脉冲是指高频脉冲(Radio frequency pulse), MR 信号是指核磁共振信号(Nuclear magnetic resonance signal)。已知倾斜磁场分布的畸曲是MRI的图像质量劣化的主要原因之一。理想地，体层选择方向、相位编码方向、频率编码方向的各倾斜磁场的分布是例如磁场强度与沿施加方向的位置对应而线性地变化。但是实际情况是，一旦向倾斜磁场线圈供给脉冲电流，就会产生涡电流，在倾斜磁场上叠加因涡电流所导致的磁场，发生倾斜磁场分布的畸曲。通常的涡电流补偿，由于以因涡电流所导致的磁场的各成分中的、在空间上呈线形变化的一次成分为对象，修正倾斜磁场波形的输入，所以不能对因涡电流所导致的磁场的二次以上的成分进行补偿。于是，有通过使电流流过高次的调整线圈而对因涡电流所导致的磁场的二次以上的成分进行补偿的技术。另外，在日本特开平3-195539号公报中记载了，通过从预先设置的多个涡电流补偿电路中选择一个或多个来对因涡电流所导致的磁场进行补偿的构成。
发明内容
一般地，离磁场中心越远，倾斜磁场分布的畸曲越大。因此，在只对因涡电流所导致的磁场的一次成分进行补偿的现有技术中，尤其在以偏离中心区(off-center)为拍摄区域时，由于存在因涡电流所导致的磁场的二次以上的成分，伴随着倾斜磁场分布的畸曲产生图像质量劣化。另外，上述偏离中心区是指离开磁场中心的位置。利用高次调整线圈对因涡电流所导致的磁场的二次以上的成分进行补偿的现有技术有为了避免与其它线圈耦合等的影响而设置例如几秒钟的等待时间的缺点。另外，有时高次调整成分与因涡电流所导致的磁场的高次成分的信道不对应。具体地说，即使调整线圈仅仅具有补偿xz、YY等的各二次成分的各线圈，在因涡电流所导致的磁场的三次成分、四次成分大时，也不能充分地补偿因涡电流所导致的磁场。本发明要解决的问题是，具有用来通过简单地补偿因涡电流所导致的磁场成分来改善图像质量的与以往不同的技术的MRI装置及其控制装置、MRI方法。在一个实施方式中，MRI装置包括信号收集部、图像生成部、位置取得部和修正部。信号收集部通过在放置受检体的拍摄空间内施加倾斜磁场和RF脉冲，收集从受检体产生的磁共振信号。图像生成部基于磁共振信号对受检体的图像数据进行重建。位置取得部取得拍摄区域，作为拍摄空间内的位置信息。修正部通过以使得因伴随着倾斜磁场的施加产生的涡电流所导致的磁场即涡电流磁场相抵销的方式，根据位置信息和涡电流磁场的时间常数使倾斜磁场的波形变形，从而使产生的倾斜磁场分布接近目标分布。如果采用上述构成的MRI装置，则可以通过简单地补偿因涡电流所导致的磁场成分来改善图像质量。在一个实施方式中，控制装置是MRI装置的控制装置，该MRI装置通过向倾斜磁场线圈供给电流而在放置受检体的拍摄空间内施加倾斜磁场，伴随倾斜磁场执行受检体的磁共振成像，该控制装置包括上述位置取得部和上述修正部。如果采用上述构成的MRI装置的控制装置，则可以通过简单地补偿因涡电流所导致的磁场成分来改善图像质量。在一个实施方式中，MRI方法包括取得步骤、修正步骤、收集步骤和重建步骤。在取得步骤中，取得MRI的拍摄区域，作为在放置受检体的拍摄空间内的位置信息。在修正步骤中，通过以使得因伴随着倾斜磁场的施加产生的涡电流所导致的磁场即涡电流磁场相抵销的方式，基于上述位置信息和涡电流磁场的时间常数使倾斜磁场的波形变形，从而使产生的倾斜磁场的分布接近目标分布。在收集步骤中，通过在拍摄空间内施加通过修正步骤变形了的倾斜磁场和RF脉冲，收集从受检体产生的磁共振信号。在重建步骤中，基于磁共振信号对受检体的图像数据进行重建。如果采用上述构成的MRI方法，则可以通过简单地补偿因涡电流所导致的磁场成分来改善图像质量。
图1是示出根据本实施方式的MRI装置的整体构成的框图。图2是图1所示的计算机58的功能框图。图3是示出在Y轴正方向上离磁场中心5cm的区域中的因涡电流所导致的磁场的一成分的X轴方向强度分布的一例的示意图。图4是示出X偏离中心区处的各涡磁场成分的各参数的值的一例的表。图5是示出Y偏离中心区处的各涡磁场成分的各参数的值的一例的表。图6是示出Z偏离中心区处的各涡磁场成分的各参数的值的一例的表。图7是对比受到涡电流影响的倾斜磁场波形的一例和与其对应的理想倾斜磁场波形的一例的示意图。图8是示出在Y轴正方向上离磁场中心5cm的区域中的、因涡电流所导致的磁场的另一成分的X轴方向强度分布的一例的示意图。图9是示出多体层拍摄中的拍摄体层的一例的示意图。图10是示出以自旋回波法为例的多体层拍摄中的脉冲序列的一例的示意图。图11是示出根据本实施方式的MRI装置的动作流程的流程图。图12是示出不进行考虑了涡磁场成分的倾斜磁场的修正而拍摄体模得到的图像的一例的图。图13是示出根据本实施方式的方法进行倾斜磁场分布的修正，拍摄与图12相同的体模得到的图像的一例的图。
具体实施例方式下面，基于
MRI装置及其控制装置、MRI方法的实施方式。另外，在各图中对相同要素赋予相同的附图标记，重复说明省略。(本实施方式的构成)图1是示出根据本实施方式的MRI装置20的整体构成的框图。像图1所示的那样，MRI装置20包括形成静磁场的筒状的静磁场磁体22 ；以及在该静磁场磁体22的内侧同轴地设置的筒状的调整线圈对、倾斜磁场线圈^KRF线圈观、控制装置30以及供受检体 H躺在其上的床板32。在此，作为一例，像以下那样定义装置坐标系的相互正交的X轴、Y轴、Z轴。首先， 将静磁场磁体22和调整线圈M配置成使它们的轴方向与铅直方向正交，以静磁场磁体22 和调整线圈M的轴方向为Z轴方向。另外，以铅直方向为Y轴方向，将床板32配置成其顶板的用来载置的面的法线方向为Y轴方向。MRI装置20的控制装置30具有例如，静磁场电源40、调整线圈电源42、倾斜磁场电源44、RF发送器46、RF接收器48、床板驱动装置50、序列控制器56和计算机58。
倾斜磁场电源44由X轴倾斜磁场电源Mx、Y轴倾斜磁场电源44y和Z轴倾斜磁场电源Mz构成。另外，计算机58由运算装置60、输入装置62、显示装置64和存储装置66 构成。静磁场磁体22与静磁场电源40连接，利用从静磁场电源40供给的电流在拍摄空间中形成静磁场。上述拍摄空间是指，例如，放置受检体H，被施加静磁场的机架内的空间。所谓机架，是以包含静磁场磁体22、调整线圈24、倾斜磁场线圈26、RF线圈28的方式形成为例如圆筒状的结构体。机架和床板32构成为，受检体H所躺的床板32可以在机架的内部移动。 另外，在图1中，由于太复杂，所以作为构成要素只示出机架内的静磁场磁体22、调整线圈 24、倾斜磁场线圈沈、RF线圈28，未示出机架自身。拍摄区域是指，例如，用于生成“一幅图像”或“一组图像”的MR信号的收集范围， 是作为拍摄空间的一部分设定的区域。此处的“一幅图像”和“一组图像”有时是二维图像， 也有时是三维图像。此处的“一组图像”是例如像多体层拍摄等那样，在一个脉冲序列内一并收集“多幅图像”的MR信号时的“多幅图像”。拍摄区域例如用装置坐标系三维地规定。 在此，作为一例，拍摄区域如果是厚度薄的区域则称为拍摄体层，如果是有一定程度的厚度的区域则称为拍摄板区。调整线圈M与调整线圈电源42连接，利用从调整线圈电源42供给的电流，将其静磁场均勻化。静磁场磁体22多数情况下用超导线圈构成，在激励时与静磁场电源40连接而被供给电流，但一般情况下一旦被激励后就变成非连接状态。另外，也可以不设置静磁场电源40，用永磁体构成静磁场磁体22。倾斜磁场线圈沈包括X轴倾斜磁场线圈^x、Y轴倾斜磁场线圈26y和Z轴倾斜磁场线圈^z，在静磁场磁体22的内侧筒状地形成。X轴倾斜磁场线圈^x、Y轴倾斜磁场线圈26y和Z轴倾斜磁场线圈26z分别与倾斜磁场电源44的X轴倾斜磁场电源44x、Y轴倾斜磁场电源44y和Z轴倾斜磁场电源Mz连接。然后，利用分别从X轴倾斜磁场电源44x、Y轴倾斜磁场电源44y和Z轴倾斜磁场电源44z向X轴倾斜磁场线圈^x、Y轴倾斜磁场线圈26y和Z轴倾斜磁场线圈26z供给的电流，在拍摄空间中分别形成X轴方向的倾斜磁场Gx、Y轴方向的倾斜磁场Gy和Z轴方向的倾斜磁场fe。S卩，可以将装置坐标系的三轴方向的各倾斜磁场foc、Gy、(}Z合成，任意地设定作为逻辑轴的体层选择方向倾斜磁场(iss、相位编码方向倾斜磁场Gpe和读出方向(频率编码方向)倾斜磁场Gro的各方向。体层选择方向、相位编码方向和读出方向的各倾斜磁场(iss、 Gpe、Gro与静磁场重叠。RF发送器46基于从序列控制器56输入的控制信息，生成用来产生核磁共振的拉莫尔频率的RF脉冲(RF电流脉冲)，将它发送到发送用的RF线圈28。在RF线圈28中具有内置在机架中的接收发送RF脉冲用的全身用线圈、设置在床板32或受检体H附近的接收RF脉冲用的局部线圈等。发送用的RF线圈28从RF发送器46接收RF脉冲并向受检体 H发送。接收用的RF线圈观接收通过用RF脉冲激励受检体H内部的原子核自旋而产生的 MR信号，并用RF接收器48检测该MR信号。RF接收器48通过对检测到的MR信号实施前置放大、中间频率变换、相位检波、 低频放大、滤波等的各种信号处理，然后进行A/D变换，生成数字化了的复数数据即原始数据。RF接收器48将生成的MR信号的原始数据输入给序列控制器56。运算装置60进行MRI装置20整体的系统控制。序列控制器56根据运算装置60的指令，存储为了驱动倾斜磁场电源44、RF发送器46和RF接收器48所需的控制信息。此处的“控制信息”是指，例如，记述了应向倾斜磁场电源44施加的脉冲电流的强度、施加时间、施加定时等的动作控制信息的序列信息。序列控制器56通过根据所存储的预定的序列驱动倾斜磁场电源44、RF发送器46 和RF接收器48，产生倾斜磁场fouGyjz和RF脉冲。另外，序列控制器56接收从RF接收器48输入的MR信号的原始数据，将它输入运算装置60。床板驱动装置50经由序列控制器56与运算装置60连接。序列控制器56通过根据运算装置60的指令控制床板驱动装置50，使床板32的顶板移动。图2是图1所示的计算机58的功能框图。计算机58的运算装置60包括MPU (微处理单元)86、系统总线88、图像重建部90、图像数据库94、图像处理部96、显示控制部98、 位置取得部100和修正部102。MPU 86在拍摄条件的设定、拍摄动作和拍摄后的图像显示中，通过系统总线88等的布线进行MRI装置20整体的系统控制。另外，MPU 86作为拍摄条件设定部起作用，基于来自输入装置62的指示信息设定包含脉冲序列的拍摄条件，将设定的拍摄条件输入序列控制器56。因此，MPU86控制显示控制部98，在显示装置64上显示拍摄条件的设定用画面
fn息ο输入装置62向用户提供设定拍摄条件、图像处理条件的功能。图像重建部90在内部具有k空间数据库92。图像重建部90在k空间数据库92 中形成的k空间中配置从序列控制器56输入的MR信号的原始数据作为k空间数据。图像重建部90对k空间数据实施包含二维傅里叶变换等的图像重建处理，生成受检体H的各体层的图像数据。图像重建部90将生成的图像数据存储到图像数据库94中。图像处理部96从图像数据库94取入图像数据，对它实施预定的图像处理，将图像处理后的图像数据作为显示用图像数据存储到存储装置66中。存储装置66对上述显示用图像数据附加该显示用图像数据的生成中使用的拍摄条件、受检体H的信息(患者信息)等，作为附带信息，并存储起来。显示控制部98根据MPU 86的控制，在显示装置64上显示拍摄条件的设定用画面、表示通过拍摄生成的图像数据的图像。位置取得部100取得拍摄区域，作为在拍摄空间内的基于装置坐标系的位置信息，将它输入到修正部102。修正部102算出通过向倾斜磁场线圈沈供给脉冲电流而生成的涡电流所导致的磁场的大小。下面，说明因涡电流所导致的磁场的大小的计算方法。首先，在此作为一例，使磁场中心位于装置坐标系的原点。另外，“X偏离中心区”的含义是沿X轴方向从磁场中心偏离了的位置。同样地，“Y偏离中心区”、“Z偏离中心区”的含义分别是沿Y轴方向、Z轴方向从磁场中心偏离了的位置。图3是示出在Y轴正方向上离磁场中心5cm的区域中的因涡电流所导致的磁场的一个成分的X轴方向强度分布的一例。图3的横轴表示偏离中心区的轴，即X轴方向的位置。图3的纵轴是观测轴，表示因涡电流所导致的磁场的Y成分的二次成分中的某时间常数τ的磁场强度。在Y轴负方向上离磁场中心5cm的区域中的同一磁场成分的磁场强度的X轴方向分布，是将图3的纵轴方向正负逆转得到的。像上述的一例那样，因涡电流产生的磁场强度，不管哪个成分一般情况下都是离磁场中心越远越大，因涡电流所导致的磁场的影响度因拍摄区域的位置不同而不同。于是， 修正部102基于因涡电流所导致的磁场的大小和拍摄区域的位置，算出向X轴、Y轴、Z轴的各倾斜磁场线圈^xJ6y、26z供给的电流的修正值，以使各倾斜磁场(isS、Gpe、Gr0的分布成为目标分布。在此，因涡电流所产生的磁场的各成分像以下那样地定义。在X偏离中心区中，施加X轴方向的倾斜磁场foe时因涡电流所产生的磁场的X成分、Y成分、Z成分分别是ΧΧ_Χ、ΧΥ_Χ、χζ_χ。在X偏离中心区中，施加Y轴方向的倾斜磁场Gy时因涡电流所产生的磁场的X成分、Y成分、Z成分分别是ΥΧ_Χ、ΥΥ_Χ、ΥΖ_Χ。在X偏离中心区中，施加Z轴方向的倾斜磁场( 时因涡电流所产生的磁场的X成分、Y成分、Z成分分别是ΖΧ_Χ、ΖΥ_Χ、ζζ_χ。在Y偏离中心区中，施加X轴方向的倾斜磁场foe时因涡电流所产生的磁场的X成分、Y成分、Z成分分别是ΧΧ_Υ、ΧΥ_Υ、ΧΖ_Υ。 在Y偏离中心区中，施加Y轴方向的倾斜磁场Gy时因涡电流所产生的磁场的X成分、Y成分、Z成分分别是YX_Y、YY_Y、TL J。在Y偏离中心区中，施加Z轴方向的倾斜磁场( 时因涡电流所产生的磁场的X成分、Y成分、Z成分分别是ΖΧ_Υ、ΖΥ_Υ、ΖΖ_Υ。在Z偏离中心区中，施加X轴方向的倾斜磁场foe时因涡电流所产生的磁场的X成分、Y成分、Z成分分别是ΧΧ_Ζ、ΧΥ_Ζ、χζ_ζ。在Z偏离中心区中，施加Y轴方向的倾斜磁场Gy时因涡电流所产生的磁场的X成分、Υ成分、ζ成分分别是ΥΧ_Ζ、η—τ、ΥΖ_Ζ。
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在Z偏离中心区中，施加Z轴方向的倾斜磁场( 时因涡电流所产生的磁场的X成分、Y成分、Z成分分别是ΖΧ_Ζ、ΖΥ_Ζ、ζζ_ζ。BP,由包含下横线的4个字符表示的各符号的最前面的字符表示对应于施加倾斜磁场fouGyjz中的哪一个时的情形。另外，各符号的第二个字符表示着眼于(作为因涡电流所产生的磁场的观测轴)X成分、Y成分、Z成分中的哪一个。另外，各符号的末尾的字符表示对应于X偏离中心区、Y偏离中心区、Z偏离中心区中的哪一个。下面，将因涡电流所产生的磁场的各成分称为涡磁场成分，像涡磁场成分XX_X那样地来标示。各涡磁场成分，虽然是振幅和按照时间常数τ呈指数函数关系衰减的衰减项的积，但有时也具有不同的时间常数τ的成分。于是，对于上述27个涡磁场成分，针对每个时间常数分别算出振幅。另外，涡电流磁场的时间常数τ由涡电流的时间常数确定，例如由以下因素确定。第一是X轴、Y轴、Z轴倾斜磁场线圈26x、26y、26z与静磁场磁体22的相对位置关系。 第二是倾斜磁场线圈26的形状、材质等。例如，通过在安装调整MRI装置20时测定涡磁场成分而算出这些时间常数τ，将算出数据做成像表格数据那样，存储到修正部102中即可。 或者，也可以基于倾斜磁场线圈沈与静磁场磁体22的相对位置关系、倾斜磁场线圈沈的形状、材质等，通过模拟算出涡电流磁场的时间常数τ，将算出结果存储到修正部102中。下面，说明对于上述27个涡磁场成分针对每个时间常数算出振幅的方法。第一，对于上述27个涡磁场成分内的偏离中心区轴与观测轴相同的涡磁场成分 (符号的末尾的字符与第二个字符相同)，作为一例用下式计算振幅。具体地说，对χχ_χ、 ΥΧ_Χ、ΖΧ_Χ、ΧΥ_Υ、ΥΥ_Υ、ΖΥ_Υ、ΧΖ_Ζ、ΥΖ_Ζ、ΖΖ_Ζ 这 9 个涡磁场成分用下式(1)计算振幅 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的绝对值，poi(P)表示正或负的Ρ的极性，根据Ρ的极性代入+1或-1。第二，对于上述27个涡磁场成分内的偏离中心区轴与观测轴不同的涡磁场成分， 作为一例用下式⑵计算振幅。具体地说，对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 这 18 个涡磁场成分用下式⑵计算振幅L。L = AlX Ρ+Α2 X ρ2+Α3 X p3+A4 Xp4 — (2)式(1)和式⑵中的Al、Α2、A3、Α4针对每个涡磁场成分不同。关于Al Α4，通过例如在安装调整MRI装置20时测定各涡磁场成分而取得，将取得的数据做成像查询表 (表格数据)那样，输入设定并存储到修正部102中即可。图4是示出X偏离中心区处的各涡磁场成分的各参数的值的一例的表。图5是示出Y偏离中心区处的各涡磁场成分的各参数的值的一例的表。图6是示出Z偏离中心区处的各涡磁场成分的各参数的值的一例的表。另外，图4 图6中的时间常数τ的单位是毫秒。像上述那样，27种涡磁场成分存在根据时间常数进一步分成多项的情况。在图4的例子中，涡磁场成分ΧΧ_Χ、ΥΥ_Χ、ΖΖ_ X分成多项。另外，在图4 图6中，Α1、Α3、Α4—律为零，但这不过是为了使以下的说明简化而采用的一个例子而已，在实际中基于测定值等使用适当的值。
在本实施方式中，通过使用像式(1)、式O)、图4 图6那样预先存储的多项式模型化了的数据，进行针对X偏离中心区、Y偏离中心区、Z偏离中心区处的因涡电流所产生的磁场的一次和二次以上的成分的修正。由此，使倾斜磁场的分布接近目标分布。具体地说，按照装置坐标系将拍摄空间内的(作为拍摄体层或拍摄板区的)拍摄区域的中心的坐标位置规定为(xl，yl，zl) 0此时，用X坐标值的xl计算X偏离中心区成分(上述27个涡磁场成分内符号末尾字符为X的成分)。同样地，用Y坐标值的yl计算Y 偏离中心区成分，用Z坐标值的zl计算Z偏离中心区成分。由此，针对全部27个涡磁场成分的各时间常数的项计算其振幅。作为一例，具体地说明将基于装置坐标系的拍摄体层的中心坐标设为(-10，5，2)，计算各涡磁场成分的振幅的例子。对于涡磁场成分XX_X，由于(因符号的第二个字符与末尾的字符相同)观测轴与偏离中心区轴相同，所以用上述式(1)根据图4的各参数值计算。另外，由于涡磁场成分 XX_X(因为符号的末尾字符)是X偏离中心区成分，所以式(1)中的P值用X坐标值-10。 这样一来，像下式C3)那样计算出涡磁场成分XX_X的第1项(对应于时间常数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，如果倾斜磁场foe的施加开始时刻为时间t = 0，在X坐标值为-10的X偏离中心区中，施加X轴方向的倾斜磁场to时因涡电流所产生的磁场的X成分的第一项，则大致用下式⑷表示。Lxx X1 X {exp (~t/ τ )} = -300 X {exp (_t/0. 04)}... (4)另外，由式(4)给出的磁场强度的单位为例如特斯拉。同样地，像下式(5)那样计算出涡磁场成分XX_X的第2项(对应于时间常数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)对于涡磁场成分YX_Z，由于偏离中心区轴与观测轴不同，所以用上述式(2)根据图6的各参数值计算。另外，由于涡磁场成分ΥΧ_Ζ是Z偏离中心区的成分，所以用Z坐标值2作为式⑵中的ρ值。在图6的例子中，涡磁场成分ΥΧ_Ζ只有对应于时间常数τ = 40毫秒的项，所以像下式(6)那样计算出其振幅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)这样，通过使用像式(1)、式O)、图4 图6那样的表格数据，可以对于27个涡磁场成分，针对每个时间常数全部计算其振幅。由此，可以算出因涡电流所产生的磁场分布的随时间的变化。在修正倾斜磁场分布时，通过修正向倾斜磁场线圈沈供给的电流以使全部涡磁场成分相抵销，使倾斜磁场的时间波形变形即可。例如，在不考虑涡电流时，算出向施加作为目标的倾斜磁场分布(目标分布)的X轴、Y轴、Z轴的各倾斜磁场线圈26x、26y、26z供给的电流值，作为“暂定值”。然后，算出向施加与涡磁场成分符号相反的磁场分布的各倾斜磁场线圈^x J6y、 26z供给的电流值，作为“调整值”。然后，通过将“暂定值”和“调整值”相加来确定向各倾斜磁场线圈^kJ6y、26z最终供给的电流值即可。或者，也可以修正向各倾斜磁场线圈26x、26y、26z供给的电流值，以施加从作为目标的倾斜磁场分布减去全部涡磁场成分得到的倾斜磁场分布。在此，涡磁场成分像式(4)那样按照时间常数衰减。因此，作为考虑了该时间常数的修正，使针对向倾斜磁场线圈26供给的电流值的“调整值”与从各倾斜磁场脉冲的施加开始时刻(与后述的图7的tl相当)算起经过的时间对应地变化。另外，所谓“各倾斜磁场脉冲”在后述的图10所示的多体层拍摄的脉冲序列的情况下，是指例如体层选择脉冲200、202、相位编码脉冲204、读出脉冲206、208的各个。艮口， “各倾斜磁场脉冲”一般是在体层选择方向、相位编码方向、读出方向的各逻辑轴上，在时间轴上离散的脉冲。例如，考虑上述的通过将“暂定值”和“调整值”相加来确定向各倾斜磁场线圈^x、 26y,26z最终供给的电流值的修正。此时，由于“调整值”是向施加与涡磁场成分符号相反的磁场分布的倾斜磁场线圈沈供给的电流值，所以随着时间的经过，按照上述时间常数减少。这是因为，如果涡磁场成分按照时间常数衰减，向倾斜磁场线圈沈供给的电流值内的作为修正成分的“调整值”的绝对值也应当随着时间经过而减少。即，是随着从各倾斜磁场脉冲的开始施加算起的时间经过而与修正量相当的“调整值”减少的那样的修正。在像以上那样使倾斜磁场波形变形的修正中，如果不考虑涡电流，则得到从作为目标的倾斜磁场分布(目标分布)减去全部涡磁场成分得到的倾斜磁场分布，但在实际中涡磁场成分相重叠，先减去的全部涡磁场成分相抵销。即，得到大致为目标的倾斜磁场分布。图7是对比受到涡电流影响的倾斜磁场波形的一例和与其对应的理想倾斜磁场波形的一例的示意图。图7(A)中，用粗线表示受到涡电流影响的倾斜磁场波形的一例，用虚线表示与该波形对应的理想倾斜磁场波形。图7 (B)用粗线表示理想倾斜磁场波形，与图 7(A)的虚线部分相同。另外，图7(A)、(B)中，纵轴表示倾斜磁场的强度，横轴表示经过的时间t。图7中，时刻tl为倾斜磁场脉冲的施加开始时刻(与向倾斜磁场线圈沈供给的电流供给开始时刻大致相同)。在不进行针对涡电流磁场的补偿时，像图7(A)所示的那样， 倾斜磁场波形称为曲线状(钝化)。这是因为，与向倾斜磁场线圈沈开始供给电流同步， 还产生涡电流磁场，涡电流磁场重叠在倾斜磁场上。但是，涡电流磁场随着时间经过，按照上述时间常数τ减少。因此，在图7中的梯形的理想倾斜磁场波形的平坦部分的后半部分几乎没有涡电流磁场，所以理想倾斜磁场波形与受到涡电流影响的倾斜磁场波形基本上一致。但是，在本实施方式中，由于使倾斜磁场的波形变形以使涡电流磁场相抵销，所以得到像图7(B)那样的理想倾斜磁场波形。这是因为，在本实施方式中，像上述那样，将向倾斜磁场线圈沈供给的电流值修正成基于拍摄区域的位置和涡电流磁场的时间常数τ随时间变化。图3中的拍摄区域Liigl是中心坐标为(像上述的(_10、5、2)的例子那样)在Y轴负方向上离磁场中心IOcm的位置的一例。例如，在拍摄肩、手腕等时，像拍摄区域Liigl那样位于X轴方向的一侧。此时，通过修正倾斜磁场foc、Gy、(}Z以使得以拍摄区域Liigl的中心位置为基准的涡磁场成分相互抵销，可以在拍摄区域^iigl的中心处基本上完全除去涡磁场成分的影响。 在拍摄区域Liigl的外缘区域，由于各涡磁场成分的振幅与拍摄区域Liigl的中心不同，虽然不能完全地修正，但与只对一次成分进行修正的现有技术相比可以改善图像质量。图8是与图3同样地，示出在Y轴正方向上离磁场中心5cm的区域中的、因涡电流所产生的磁场的另一成分的X轴方向强度分布的一例的示意图。图8的横轴表示X轴方向的位置。图8的纵轴是因涡电流所产生的磁场的Y成分的二次成分中的某时间常数τ的磁场强度。图8中用斜线区域表示的拍摄区域Img2，作为一例，是在X轴方向涵盖-IOcm IOcm的范围、Y轴方向涵盖-IOcm IOcm的范围、Z轴方向涵盖-0. 5cm 0. 5cm的范围的长方体状的拍摄板区。即，拍摄区域Liig2的中心与装置坐标系的原点(在该例中是磁场中
心)一致。在此，对于上述涡磁场成分的振幅，也可以用拍摄区域内的平均值求出。以拍摄区域Liig2为例，说明针对X轴方向、Y轴方向，使涡磁场成分的偏离平均化的一例。例如，涡磁场成分XY_X，在图4的例子中只有时间常数50毫秒的一项，通过将拍摄区域Liig2的X坐标值代入而作为式O)中的P，可以计算其振幅Lxy P在此，作为X坐标值，像-10，_9，……0,1,……9，10那样以Icm刻度抽出21个计测点，以涵盖拍摄区域 Img2的X轴方向的一端到另一端。然后在各计测点计算Lxy x，计算用计测点数将它平均化而得到的平均振幅AVLxy P在此，由于在图4的例子中Al = 0、A3 = 0、A4 = 0，所以可以像下式(7)那样计算平均振幅AVLxy x。
权利要求
1.一种磁共振成像装置，包括信号收集部，通过在放置受检体的拍摄空间内施加倾斜磁场和RF脉冲，收集从上述受检体产生的磁共振信号；和图像生成部，基于上述磁共振信号对上述受检体的图像数据进行重建，其特征在于，还包括位置取得部，取得拍摄区域作为在上述拍摄空间内的位置信息；以及修正部，通过以使得因伴随着上述倾斜磁场的施加产生的涡电流所产生的磁场即涡电流磁场相抵销的方式基于上述位置信息和上述涡电流磁场的时间常数使上述倾斜磁场的波形变形，而使产生的上述倾斜磁场的分布接近目标分布。
2.如权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于，还包括产生静磁场的静磁场磁体和产生与被供给的电流对应的上述倾斜磁场的倾斜磁场线圈，上述修正部预先存储上述涡电流磁场的时间常数，作为基于上述倾斜磁场线圈与上述静磁场磁体的相对位置关系、上述倾斜磁场线圈的形状和材质的值，根据该时间常数使上述倾斜磁场的波形变形。
3.如权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于还包括产生与被供给的电流对应的上述倾斜磁场的倾斜磁场线圈，上述修正部通过对上述信号收集部向上述倾斜磁场线圈供给的电流进行修正，使上述倾斜磁场的波形变形。
4.如权利要求3所述的磁共振成像装置，其特征在于上述修正部根据从上述位置信息得到的上述拍摄区域与磁场中心的距离，进行针对每个上述倾斜磁场的施加方向分别算出上述涡电流磁场的装置坐标系的X轴方向成分的振幅、上述涡电流磁场的装置坐标系的Y轴方向成分的振幅、上述涡电流磁场的装置坐标系的Z轴方向成分的振幅的运算处理，基于上述运算处理的结果修正向上述倾斜磁场线圈供给的电流。
5.如权利要求4所述的磁共振成像装置，其特征在于上述修正部通过使上述信号收集部向上述倾斜磁场线圈供给的电流值根据上述涡电流磁场的时间常数随时间变化，使上述倾斜磁场的分布接近上述目标分布。
6.如权利要求4所述的磁共振成像装置，其特征在于上述修正部基于上述位置信息取得上述拍摄区域的中心位置，根据上述中心位置与上述磁场中心的距离进行上述运算处理。
7.如权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于上述修正部通过使上述信号收集部向上述倾斜磁场线圈供给的电流值根据上述涡电流磁场的时间常数随时间变化，使上述倾斜磁场的分布接近上述目标分布。
8.如权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于上述信号收集部构成为从与多个图像分别对应的多个上述拍摄区域收集上述磁共振信号；上述位置取得部构成为取得多个上述拍摄区域作为多组上述位置信息；上述修正部构成为针对各个上述拍摄区域的每一个修正向上述倾斜磁场线圈供给的电流。
9.如权利要求4所述的磁共振成像装置，其特征在于上述修正部通过使用上述拍摄区域内的多个位置处的与上述磁场中心的各距离，进行上述运算处理，以使得上述涡电流磁场的装置坐标系的X轴方向成分、装置坐标系的Y轴方向成分、装置坐标系的Z轴方向成分的各振幅的算出结果成为在整个上述拍摄区域的宽度上平均了的值。
10.如权利要求9所述的磁共振成像装置，其特征在于上述修正部通过使上述信号收集部向上述倾斜磁场线圈供给的电流值根据上述涡电流磁场的时间常数随时间变化，使上述倾斜磁场的分布接近上述目标分布。
11.如权利要求9所述的磁共振成像装置，其特征在于上述信号收集部构成为从与多个图像分别对应的多个上述拍摄区域收集上述磁共振信号；上述位置取得部构成为取得多个上述拍摄区域作为多组上述位置信息； 上述修正部构成为针对各个上述拍摄区域的每一个修正向上述倾斜磁场线圈供给的电流。
12.如权利要求3所述的磁共振成像装置，其特征在于上述信号收集部构成为从与多个图像分别对应的多个上述拍摄区域收集上述磁共振信号；上述位置取得部构成为取得多个上述拍摄区域作为多组上述位置信息； 上述修正部构成为针对各个上述拍摄区域的每一个修正向上述倾斜磁场线圈供给的电流。
13.如权利要求3所述的磁共振成像装置，其特征在于作为多体层拍摄，上述信号收集部通过施加选择激励某一拍摄区域的上述倾斜磁场和上述RF脉冲，从该拍摄区域收集上述磁共振信号，并且在经过该拍摄区域的重复时间为止的期间，通过施加选择激励另一拍摄区域的上述倾斜磁场和上述RF脉冲，从上述另一拍摄区域收集上述磁共振信号；上述位置取得部将由上述多体层拍摄选择激励的各个拍摄区域作为上述位置信息； 上述修正部针对各个拍摄区域的每一个算出上述涡电流磁场的装置坐标系的X轴方向成分的振幅、上述涡电流磁场的装置坐标系的Y轴方向成分的振幅、上述涡电流磁场的装置坐标系的Z轴方向成分的振幅，基于上述算出结果针对各个拍摄区域的每一个修正向上述倾斜磁场线圈供给的电流。
14.如权利要求3所述的磁共振成像装置，其特征在于上述修正部通过使上述信号收集部向上述倾斜磁场线圈供给的电流值根据上述涡电流磁场的时间常数随时间变化，使上述倾斜磁场的分布接近上述目标分布。
15.如权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于 上述位置信息是规定上述拍摄区域的三维范围的信息。
16.如权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于上述位置信息是上述拍摄区域的外缘的各顶点的在装置坐标系中的坐标位置。
17.如权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于上述位置信息是设置了上述拍摄区域的中心坐标、体层厚度、断面方向和体层的长宽尺寸的信息。
18.—种磁共振成像装置的控制装置，该磁共振成像装置通过向倾斜磁场线圈供给电流而在放置受检体的拍摄空间内施加倾斜磁场，伴随上述倾斜磁场执行上述受检体的磁共振成像，其特征在于包括位置取得部，取得上述磁共振成像的拍摄区域，作为在上述拍摄空间内的位置信息；以及修正部，通过以使得因伴随着上述倾斜磁场的施加产生的涡电流所产生的磁场即涡电流磁场相抵销的方式基于上述位置信息和上述涡电流磁场的时间常数使上述倾斜磁场的波形变形，而使产生的上述倾斜磁场的分布接近目标分布。
19.一种磁共振成像方法，其特征在于包括以下步骤取得步骤，取得磁共振成像的拍摄区域，作为在放置受检体的拍摄空间内的位置信息；修正步骤，通过以使得因伴随着上述倾斜磁场的施加产生的涡电流所产生的磁场即涡电流磁场相抵销的方式基于上述位置信息和上述涡电流磁场的时间常数使上述倾斜磁场的波形变形，而使产生的上述倾斜磁场的分布接近目标分布；收集步骤，通过在上述拍摄空间内施加通过上述修正步骤变形了的上述倾斜磁场和RF 脉冲，收集从上述受检体产生的磁共振信号；以及重建步骤，基于上述磁共振信号对上述受检体的图像数据进行重建。
全文摘要
本发明的一个实施方式提供一种MRI装置，它包括信号收集部、图像生成部、位置取得部和修正部。信号收集部通过在放置受检体的拍摄空间内施加倾斜磁场和RF脉冲，收集从受检体产生的磁共振信号。图像生成部基于磁共振信号对受检体的图像数据进行重建。位置取得部取得拍摄区域作为拍摄空间内的位置信息。修正部通过以使得因伴随着倾斜磁场的施加产生的涡电流所产生的磁场即涡电流磁场相抵销的方式基于位置信息和涡电流磁场的时间常数使倾斜磁场的波形变形，而使产生的倾斜磁场分布接近目标分布。
文档编号A61B5/055GK102342832SQ20111020560
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月22日 优先权日2010年7月23日
发明者梅田匡朗, 镰田光和 申请人:东芝医疗系统株式会社, 株式会社东芝