核磁共振成像裝置以及rf勻場(chǎng)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及核磁共振成像裝置以及RF勻場(chǎng)方法，核磁共振成像裝置具備：發(fā)送線圈，其在根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和制約條件進(jìn)行RF勻場(chǎng)的運(yùn)算時(shí)，為了一邊進(jìn)行B1分布的均勻化一邊與每個(gè)通道向SAR的貢獻(xiàn)對(duì)應(yīng)地進(jìn)行SAR的減小，具有向被檢體分別發(fā)送高頻的多個(gè)通道；以及運(yùn)算部，其以提高發(fā)送線圈所生成的高頻磁場(chǎng)分布的均勻度并且減小上述被檢體的相對(duì)吸收率的方式，進(jìn)行決定向上述多個(gè)通道分別發(fā)送的高頻的振幅與相位中的至少一個(gè)的RF勻場(chǎng)的運(yùn)算，在該RF勻場(chǎng)方法中，在根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和制約條件來進(jìn)行RF勻場(chǎng)的運(yùn)算時(shí)，根據(jù)每個(gè)通道向SAR的貢獻(xiàn)來決定用于設(shè)定目標(biāo)函數(shù)的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值。
【專利說明】
核磁共振成像裝置從及RF勻場(chǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明設(shè)及一種核磁共振成像(MRI:Magnetic Resonance Imaging)技術(shù)，特別設(shè) 及由多個(gè)通道的發(fā)送線圈照射的高頻磁場(chǎng)的均勻度提高與被檢體的SAR減小。
【背景技術(shù)】
[0002] MRI裝置是使橫穿被檢體的任意截面內(nèi)的原子核發(fā)生核磁共振并從所產(chǎn)生的核磁 共振信號(hào)中得到該截面內(nèi)的斷層圖像的醫(yī)用圖像診斷裝置。向被檢體發(fā)送作為電磁波的一 種的高頻(Radio Frequency wave，W下稱為RF)，對(duì)被檢體內(nèi)的原子核的自旋進(jìn)行激勵(lì)，并 且，之后，接收由核自旋而產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)，將被檢體成像。通過RF發(fā)送用線圈向被檢 體發(fā)送RF，通過RF接收用線圈接收來自被檢體的核磁共振信號(hào)。
[0003] 近年來，W圖像的SNR(Si即al to Noise Ratio)的提高為目標(biāo)，有靜磁場(chǎng)強(qiáng)度變 大的趨勢(shì)，靜磁場(chǎng)強(qiáng)度為3T(特斯拉）W上的高磁場(chǎng)MRI裝置(超高磁場(chǎng)MRI裝置)開始普及。 但是，靜磁場(chǎng)強(qiáng)度越大則SNR越提高，但是成像圖像中容易產(chǎn)生不均。運(yùn)是由于，隨著高磁場(chǎng) 化，為了感應(yīng)出核磁共振現(xiàn)象而使用的RF的頻率增加。
[0004] 例如在靜磁場(chǎng)強(qiáng)度為3T(特斯拉）的MRI裝置下稱為3T MRI裝置）中使用頻率 128MHz的RF。在生物體內(nèi)，該RF的波長(zhǎng)成為與腹部截面大致相同規(guī)模的30cm左右，其相位產(chǎn) 生變化。由于該相位的變化，RF和由該RF生成并感應(yīng)核磁共振現(xiàn)象的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)下，高頻 磁場(chǎng)、Bi)的空間分布變得不均勻，產(chǎn)生圖像不均。因而，在超高磁場(chǎng)MRI裝置中進(jìn)行的RF照 射中，需要減小旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)Bi的空間分布的不均勻的技術(shù)。
[0005] 作為減小Bi分布的不均勻的RF照射方法，存在被稱為"RF勻場(chǎng)"的方法。該方法使 用具有多個(gè)通道的RF發(fā)送用線圈，對(duì)賦予各通道的RF信號(hào)的相位與振幅進(jìn)行控制，減小成 像區(qū)域的Bi不均勻(例如參照專利文獻(xiàn)1)。在正式成像前預(yù)先對(duì)各通道的Bi分布進(jìn)行測(cè)量， 使用該Bi分布，為了減小Bi不均勻而對(duì)每個(gè)通道計(jì)算出最佳的RF脈沖的振幅與相位。此時(shí)， 將截面內(nèi)的一部分區(qū)域即想要診斷的區(qū)域設(shè)定為感興趣區(qū)域(R〇I:Region of Interest), W減小R 01內(nèi)的B1不均勻的方式?jīng)Q定每個(gè)通道的R F脈沖的振幅與相位(例如參照專利文獻(xiàn) 2)。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1:美國(guó)專利第7078901號(hào)說明書 [000引專利文獻(xiàn)2:國(guó)際公開第2014/021172號(hào)說明書

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的課題
[0010] 在MRI裝置中，通過高磁場(chǎng)化，考慮對(duì)生物體的安全性，進(jìn)行限制使得生物體內(nèi)的 RF的吸收量(SAR(Specific Absorption Ratio):比吸收率)在預(yù)定范圍內(nèi)。然而，通過裝置 的高磁場(chǎng)化，要使用的RF的頻率變高，SAR也變大。
[001。 在專利文獻(xiàn)2所記載的RF勻場(chǎng)中，在根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和制約條件來進(jìn)行RF勻場(chǎng)的運(yùn) 算時(shí)，根據(jù)向SAR的貢獻(xiàn)來決定用于設(shè)定目標(biāo)函數(shù)的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值。然而，在具有多個(gè) 通道的發(fā)送線圈的情況下，每個(gè)通道向SAR的貢獻(xiàn)根據(jù)與被檢體之間的距離、成像條件而不 同。在專利文獻(xiàn)2的方法中沒有考慮到運(yùn)一點(diǎn)，因此還有能夠一邊進(jìn)行Bi分布的均勻化，一 邊進(jìn)一步減小SAR的余地。
[0012] 因此，本發(fā)明是鑒于上述情況而作出的，目的在于，在使用具有多個(gè)通道的發(fā)送線 圈的MRI裝置中，在根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和制約條件來進(jìn)行RF勻場(chǎng)的運(yùn)算時(shí)，一邊進(jìn)行Bi分布的均 勻化，一邊與每個(gè)通道向SAR的貢獻(xiàn)對(duì)應(yīng)地進(jìn)行SAR的減小。
[0013] 用于解決課題的手段
[0014] 本發(fā)明為了解決上述課題，W如下方式構(gòu)成。即，一種核磁共振成像裝置中的RF勻 場(chǎng)方法，該核磁共振成像裝置具備:發(fā)送線圈，其具有向被檢體分別發(fā)送高頻的多個(gè)通道； 運(yùn)算部，其進(jìn)行用于決定向上述多個(gè)通道分別發(fā)送的高頻的振幅與相位中的至少一方的RF 勻場(chǎng)運(yùn)算，使得提高發(fā)送線圈所生成的高頻磁場(chǎng)分布的均勻度并且減小上述被檢體的比吸 收率，其中，在根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和制約條件來進(jìn)行RF勻場(chǎng)運(yùn)算時(shí)，根據(jù)每個(gè)通道向上述比吸收 率的貢獻(xiàn)來決定用于設(shè)定目標(biāo)函數(shù)的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值。
[001引發(fā)明效果
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，在使用具有多個(gè)通道的發(fā)送線圈的MRI裝置中，在根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和制 約條件來進(jìn)行RF勻場(chǎng)的運(yùn)算時(shí)，能夠一邊進(jìn)行Bi分布的均勻化，一邊與每個(gè)通道向SAR的貢 獻(xiàn)對(duì)應(yīng)地進(jìn)行SAR的減小。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的MRI裝置的框圖。
[0018] 圖2(A)是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式的發(fā)送線圈的說明圖，圖2(B)是用于說明本 發(fā)明的實(shí)施方式的成像區(qū)域的說明圖，圖2(C)是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式的體模內(nèi)生成 的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)Bi的分布的模擬結(jié)果的說明圖。
[0019] 圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式的計(jì)算機(jī)的功能框圖。
[0020] 圖4(A)是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式的第一區(qū)域和第二區(qū)域的設(shè)定例的說明圖， 圖4(B)是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式的第一區(qū)域的設(shè)定例的說明圖。
[0021] 圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式的成像處理的流程圖。
[0022] 圖6是作為第一實(shí)施方式的具體例，使用圖2(A)所示那樣的四通道發(fā)送線圈來成 像的示例，示出全身SAR的測(cè)量結(jié)果。
[0023] 圖7是作為第一實(shí)施方式的具體例，使用圖2(A)所示那樣的四通道發(fā)送線圈來成 像的示例，示出F0V整體的Bi圖的測(cè)量結(jié)果。
[0024] 圖8作為第二實(shí)施方式的具體例，示出每個(gè)成像部位的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值的一例。
[0025] 圖9作為第Ξ實(shí)施方式的具體例，示出目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值的設(shè)定輸入用的GUI的一 例。
[0026] 圖10作為第四實(shí)施方式的具體例，示出使用圖2示出的多個(gè)通道的發(fā)送線圈在將 兩臂放在腹部上的狀態(tài)下成像的被檢體的定位圖像即正交Ξ截面圖像的一例。
【具體實(shí)施方式】
[0027] W下，使用【附圖說明】應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，在用于說明各實(shí)施方式的全部 圖中，對(duì)具有相同功能的部分附加相同的附圖標(biāo)記，省略其重復(fù)說明。此外，并不由此限定 本發(fā)明。
[0028] 首先，說明本發(fā)明所設(shè)及的MRI裝置的整體結(jié)構(gòu)。圖1是表示本發(fā)明所設(shè)及的MRI裝 置的一例100的結(jié)構(gòu)的框圖。如該圖所示，MRI裝置100具備產(chǎn)生靜磁場(chǎng)的磁體101、產(chǎn)生梯度 磁場(chǎng)的線圈102、調(diào)整靜磁場(chǎng)均勻度的勻場(chǎng)線圈112、序列發(fā)生器104、照射(發(fā)送)高頻磁場(chǎng) (Bi)的RF發(fā)送用線圈（發(fā)送線圈）114、檢測(cè)(接收)從被檢體103產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)的RF接 收用線圈(接收線圈）115、載置被檢體103的載置臺(tái)107、梯度磁場(chǎng)電源105、高頻信號(hào)產(chǎn)生器 106、接收器108、勻場(chǎng)電源113、W及控制MRI裝置100的各部并實(shí)現(xiàn)成像的計(jì)算機(jī)(控制部） 109。
[0029] 梯度磁場(chǎng)線圈102和勻場(chǎng)線圈112分別與梯度磁場(chǎng)電源105和勻場(chǎng)電源113相連接。 另外，發(fā)送線圈114和接收線圈115分別與高頻信號(hào)產(chǎn)生器106和接收器108相連接。
[0030] 序列發(fā)生器104按照來自計(jì)算機(jī)109的指示，向梯度磁場(chǎng)電源105和勻場(chǎng)電源113W 及高頻信號(hào)產(chǎn)生器106發(fā)送命令，分別產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)和RFdRF通過發(fā)送線圈114被照射(發(fā) 送)到被檢體103。通過照射(發(fā)送)RF而從被檢體103產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)被由接收線圈115 檢測(cè)(接收），在接收器108中進(jìn)行檢波。作為接收器108中的檢波的基準(zhǔn)的核磁共振頻率通 過計(jì)算機(jī)109經(jīng)由序列發(fā)生器104設(shè)置。檢波得到的信號(hào)通過A/D變換電路被發(fā)送至計(jì)算機(jī) 109,在此進(jìn)行圖像重建等信號(hào)處理。其結(jié)果，顯示在與計(jì)算機(jī)109連接的顯示裝置110中。檢 波得到的信號(hào)、測(cè)量條件根據(jù)需要被保存在與計(jì)算機(jī)109連接的存儲(chǔ)裝置111中。
[0031] 磁體101、勻場(chǎng)線圈112、勻場(chǎng)電源113構(gòu)成用于形成靜磁場(chǎng)空間的靜磁場(chǎng)形成部。 梯度磁場(chǎng)線圈102和梯度磁場(chǎng)電源105構(gòu)成在靜磁場(chǎng)空間施加梯度磁場(chǎng)的梯度磁場(chǎng)施加部。 另外，發(fā)送線圈114和高頻信號(hào)產(chǎn)生器106構(gòu)成對(duì)被檢體103照射(發(fā)送)RF的高頻磁場(chǎng)發(fā)送 部。接收線圈115和接收器108構(gòu)成用于檢測(cè)(接收)從被檢體103產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)的信 號(hào)接收部。
[0032] 《關(guān)于多個(gè)通道的發(fā)送線圈》
[0033] 將發(fā)送線圈114設(shè)為多個(gè)通道的線圈，該多個(gè)通道的線圈具備分別獨(dú)立地發(fā)送RF 的多個(gè)通道。圖2(A)示出發(fā)送線圈114的一例。在此，例示發(fā)送線圈114為具備四個(gè)通道(從 左上角起逆時(shí)針為114-1、114-2、114-3、114-4)的四通道(4證)線圈的情況。但是，本發(fā)明并 不限定于四通道，能夠應(yīng)用于任意通道數(shù)（2~256左右）。從各通道（114-1、114-2、114-3、 114-4)發(fā)送的RF的振幅和相位，分別獨(dú)立地由計(jì)算機(jī)109設(shè)定。高頻信號(hào)產(chǎn)生器106按照來 自計(jì)算機(jī)109的控制，經(jīng)由各通道（114-1、114-2、114-3、114-4)所具備的供電點(diǎn)（117-1、 117-2、117-3、117-4)向各通道獨(dú)立地發(fā)送RF信號(hào)。此外，在該圖中，116為RF屏蔽體。
[0034] 《RF照射法》
[0035] 接著，說明發(fā)送線圈114的RF照射方法。在此，舉例說明對(duì)被檢體103的腹部區(qū)域成 像的情況。如圖2(B)所示，在腹部區(qū)域的成像時(shí)，設(shè)定被檢體103的成像區(qū)域201。
[0036] 圖2 (C)示出從發(fā)送線圈114對(duì)模擬該被檢體103的腹部區(qū)域的體模200照射RF時(shí) 的、體模200內(nèi)生成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)Bi(Bi分布)202的電磁場(chǎng)模擬結(jié)果。
[0037] 此外，在該模擬中，W體模200內(nèi)的最大Bi強(qiáng)度成為1的方式將成像區(qū)域201內(nèi)部的 Bi強(qiáng)度進(jìn)行了無量綱化。將體模200的x、y、z軸方向的尺寸分別設(shè)為300mm、200mm、900mm。運(yùn) 是在假設(shè)生物體的腹部截面的基礎(chǔ)上設(shè)為簡(jiǎn)化的形狀。另外，體模200的物理參數(shù)設(shè)為導(dǎo)電 率0.6S/m、相對(duì)介電常數(shù)80。運(yùn)是在設(shè)想接近生物體的物理參數(shù)的水體模的基礎(chǔ)上決定的。 關(guān)于照射的RF的頻率，設(shè)想3TMRI裝置而設(shè)為128MHz。
[0038] 另外，對(duì)各通道（114-1、114-2、114-3、114-4)的各供電點(diǎn)（117-1、117-2、117-3、 117-4)供給W下式（1)示出的正弦波形的電壓。
[0039]
[0040] 此外，A1、Φ 1分別表示向通道114-1的供電點(diǎn)117-1供給的正弦波形電壓的振幅和 相位，Α2、Φ 2分別表示向通道114-2的供電點(diǎn)117-2供給的該振幅和相位，A3、Φ 3分別表示 向通道114-3的供電點(diǎn)117-3供給的該振幅和相位，Α4、Φ 4分別表示向通道114-4的供電點(diǎn) 117-4供給的振幅和相位。另外，關(guān)于圖2(C)示出的Bi分布202,將41、42、43、44全部設(shè)定為 1，將相位設(shè)定為Φ 1 = 0、Φ 2 = π/2、Φ 3 = π、Φ 4 = 3π/2。該方法是被稱為孤（Quadrature 化i ve:正交驅(qū)動(dòng)）的RF照射方法，是標(biāo)準(zhǔn)的RF照射方法。
[0041 ] 如孤照射那樣，在從各通道（114-1、114-2、114-3、114-4) W相同振幅W逐個(gè)相差 V2的相位來發(fā)送RF波形的情況下，如圖2(C)所示，在體模的成像區(qū)域201內(nèi)，Bi強(qiáng)度產(chǎn)生大 偏差而變得不均勻。運(yùn)是在高磁場(chǎng)MRI裝置中成為問題的Bi不均勻的一例。
[0042] 《控制部的各功能》
[0043] 本發(fā)明所設(shè)及的計(jì)算機(jī)(控制部）109進(jìn)行Bi分布的均勻化和SAR的減小，對(duì)與MRI 裝置100的成像有關(guān)的各部進(jìn)行控制，W便得到高畫質(zhì)圖像。為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)一點(diǎn)，如圖3所示， 計(jì)算機(jī)109具備:成像條件設(shè)定部310，其設(shè)定成像條件；W及正式成像部320，其按照由成像 條件設(shè)定部310設(shè)定的成像條件來進(jìn)行正式成像。另外，成像條件設(shè)定部310具備成像位置 設(shè)定部311、靜磁場(chǎng)勻場(chǎng)部312W及RF勻場(chǎng)部313。
[0044] 成像位置設(shè)定部311設(shè)定成像位置(成像截面）。在進(jìn)行正式成像前實(shí)施定位掃描 等，使用得到的定位圖像來設(shè)定成像截面。例如在顯示裝置110中顯示的定位圖像上接受操 作人員的指定，將所指定的位置設(shè)定為成像截面。也可W針對(duì)每個(gè)部位，W定位圖像上的特 征點(diǎn)等為線索而自動(dòng)地設(shè)定作為成像截面而來預(yù)定的位置。此外，將成像截面上的被檢體 103區(qū)域稱為成像區(qū)域。
[0045] 在靜磁場(chǎng)勻場(chǎng)部312中，對(duì)靜磁場(chǎng)分布進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)行調(diào)整使得靜磁場(chǎng)盡可能變得 均勻。經(jīng)由勻場(chǎng)電源113使勻場(chǎng)線圈112進(jìn)行動(dòng)作來進(jìn)行調(diào)整。此外，在不需要靜磁場(chǎng)的均勻 度調(diào)整的情況下，也可W不具備靜磁場(chǎng)勻場(chǎng)部312、勻場(chǎng)電源113、勻場(chǎng)線圈112。
[0046] RF勻場(chǎng)部313進(jìn)行用于決定從發(fā)送線圈114的各通道（114-1、114-2、114-3、114-4) 發(fā)送的RF的振幅與相位中的至少一方的RF勻場(chǎng)處理。如上所述，本發(fā)明所設(shè)及的RF勻場(chǎng)部 313決定從各通道發(fā)送的RF的振幅和相位中的至少一方，W便進(jìn)行Bi分布的均勻化和SAR的 減小而得到高畫質(zhì)圖像。W下，將本實(shí)施方式的RF勻場(chǎng)部313所決定的、向發(fā)送線圈114的各 通道發(fā)送的RF各自的振幅與相位中的至少一方稱為高頻磁場(chǎng)條件。
[0047] 《RF勻場(chǎng)部313的各功能的細(xì)節(jié)》
[0048] 接著，說明本發(fā)明所設(shè)及的RF勻場(chǎng)部313的細(xì)節(jié)。為了實(shí)現(xiàn)上述RF勻場(chǎng)處理，本發(fā) 明所設(shè)及的RF勻場(chǎng)部313具備區(qū)域設(shè)定部301、優(yōu)化條件設(shè)定部302、優(yōu)化部303W及條件存 儲(chǔ)部304。
[0049] RF勻場(chǎng)部313為了減少成像區(qū)域201內(nèi)的、特別是想要診斷的區(qū)域(診斷區(qū)域）內(nèi)的 Bi不均勻，調(diào)整向各通道（114-1、114-2、114-3、114-4)發(fā)送的RF的振幅(41、42、43、44)與相 位（Φ 1、Φ 2、Φ 3、Φ4)，將最佳的設(shè)定為高頻磁場(chǎng)條件。此時(shí)，本實(shí)施方式的RF勻場(chǎng)部313W 進(jìn)一步減小SAR的方式調(diào)整運(yùn)些參數(shù)的值。
[0050] 另外，RF勻場(chǎng)部313首先根據(jù)需要在成像區(qū)域中確定要獲取高畫質(zhì)的圖像的診斷 區(qū)域和抑制區(qū)域。將抑制區(qū)域設(shè)為與診斷區(qū)域不同的區(qū)域，例如能夠設(shè)為在診斷區(qū)域內(nèi)產(chǎn) 生偽像的區(qū)域或局部SAR變高的區(qū)域。而且，W提高診斷區(qū)域內(nèi)的Bi均勻度的同時(shí)降低抑制 區(qū)域的Bi的方式?jīng)Q定高頻磁場(chǎng)條件。
[0051] 區(qū)域設(shè)定部301將診斷區(qū)域和抑制區(qū)域分別設(shè)定為第一區(qū)域R0I1和第二區(qū)域 R0I2。操作人員接收在定位圖像上或W高頻磁場(chǎng)條件為初始值而進(jìn)行的Bi分布測(cè)量結(jié)果上 指定的區(qū)域，由此分別進(jìn)行設(shè)定。即，區(qū)域設(shè)定部301按照來自操作人員的指示，設(shè)定第一區(qū) 域R0I1和第二區(qū)域R0I2。在圖4(A)中示出作為成像部位而指定了腹部的情況下的、第一區(qū) 域R0I1和第二區(qū)域R0I2的設(shè)定例。
[0052] 或者，也可W構(gòu)成為根據(jù)成像部位、成像目的來自動(dòng)地設(shè)定作為診斷區(qū)域的第一 區(qū)域R0I1和作為抑制區(qū)域的第二區(qū)域R0I2。在該情況下，MRI裝置100還具備區(qū)域存儲(chǔ)部，該 區(qū)域存儲(chǔ)部與部位和成像目的對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)第一區(qū)域R0I1和第二區(qū)域R0I2,當(dāng)作為成像條件 而設(shè)定部位和成像目的時(shí)，區(qū)域設(shè)定部301從區(qū)域存儲(chǔ)部提取并設(shè)定與根據(jù)成像條件設(shè)定 的成像部位或成像目的對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)的第一區(qū)域R0I1和第二區(qū)域R0I2。區(qū)域存儲(chǔ)部預(yù)先被設(shè) 置于存儲(chǔ)裝置111。
[0053] 此外，也可W不設(shè)定抑制區(qū)域(第二區(qū)域R0I2)，而將被檢體103區(qū)域的整體設(shè)定為 診斷區(qū)域(第一區(qū)域R0I1)。
[0化4]優(yōu)化部303W使第一區(qū)域R0I1內(nèi)的Bi分布優(yōu)化的方式，將向各通道（114-1、114-2、 114-3、114-4)發(fā)送的RF的振幅(A1、A2、A3、A4)和相位（Φ 1、Φ2、Φ3、Φ4)中的至少一方?jīng)Q 定為高頻磁場(chǎng)條件。在本發(fā)明中，如上所述，W第一區(qū)域R0I1內(nèi)的Bi分布的均勻度為預(yù)定值 W上且減小SAR的方式?jīng)Q定該高頻磁場(chǎng)條件。在本發(fā)明中，作為在預(yù)定的制約條件下，使預(yù) 定的目標(biāo)函數(shù)為最小的解而得到該高頻磁場(chǎng)條件。
[0055] 使用優(yōu)化問題的解法，例如最速下降法、梯度法、牛頓法、最小二乘法、共輛梯度 法、線性規(guī)劃法、非線性規(guī)劃法等來進(jìn)行解的計(jì)算。
[0056] 另外，也可W使振幅和相位的值全面地變化，求出使目標(biāo)函數(shù)最小化的解。例如使 振幅和相位的值分別每隔ldB、5度發(fā)生變化而計(jì)算目標(biāo)函數(shù)的值，求出成為最小的情況下 的振幅和相位。但是，在使振幅、相位全面地變化時(shí)需要大量的計(jì)算時(shí)間的情況下，例如也 可W在首先使振幅和相位的變化量較大的狀態(tài)下求出獲得目標(biāo)函數(shù)的最小值的振幅和相 位，接著，在該振幅和相位的值的附近，在使變化量較小的狀態(tài)下求出振幅和相位。
[0057] 進(jìn)行運(yùn)些解法的情況下的振幅和相位的初始值被預(yù)先保存在存儲(chǔ)裝置111中。另 夕h預(yù)先關(guān)于最佳振幅、相位，W-定程度得到預(yù)測(cè)的情況下，也可W將其預(yù)測(cè)值作為初始 值，僅針對(duì)其附近的值，全面地使振幅、相位變化。
[005引在此，優(yōu)化部303在每次變更高頻磁場(chǎng)條件時(shí)，也可W進(jìn)行對(duì)成像區(qū)域內(nèi)的Bi分布 進(jìn)行測(cè)量的Bi分布測(cè)量，得到成像區(qū)域內(nèi)的Bi值。另外，也可W僅使振幅和相位中的一方變 化，決定高頻磁場(chǎng)條件。
[0059] 條件存儲(chǔ)部304存儲(chǔ)優(yōu)化部303用于高頻磁場(chǎng)條件的計(jì)算的制約條件和目標(biāo)函數(shù) 的組(優(yōu)化條件）。優(yōu)化條件設(shè)定部302設(shè)定優(yōu)化部303用于高頻磁場(chǎng)條件的計(jì)算的優(yōu)化條 件。優(yōu)化部303使用所設(shè)定的優(yōu)化條件計(jì)算高頻磁場(chǎng)條件。
[0060] 《RF勻場(chǎng)的處理流程》
[0061] 接著，圖5示出上述RF勻場(chǎng)部313的各功能協(xié)作地進(jìn)行的、包括本發(fā)明所設(shè)及的RF 勻場(chǎng)處理的成像處理的流程的一例。正式成像處理通過由操作人員發(fā)出的指示而開始。
[0062] 首先，成像條件設(shè)定部310從操作人員接收包括成像參數(shù)、成像部位、成像目的等 的成像條件的輸入并設(shè)定(步驟S1001)。接著，成像位置設(shè)定部311實(shí)施定位掃描，設(shè)定成像 位置(步驟S1002)。接著，區(qū)域設(shè)定部301設(shè)定第一區(qū)域R0I1和第二區(qū)域R0I2(步驟S1003)。 此外，如上所述，在不設(shè)定第二區(qū)域R0I2的情況下，省略本步驟S1003的處理。
[0063] 接著，優(yōu)化條件設(shè)定部302設(shè)定由目標(biāo)函數(shù)和制約條件的組構(gòu)成的優(yōu)化條件(步驟 S1004)。優(yōu)化部303在由優(yōu)化條件設(shè)定部302設(shè)定的制約條件下，進(jìn)行求出使目標(biāo)函數(shù)為最 小的解的優(yōu)化(步驟S1005)。然后，成像條件設(shè)定部310將由優(yōu)化部303求出的解作為用于成 像的向各通道發(fā)送的RF的振幅和相位(高頻磁場(chǎng)條件），與其它成像參數(shù)一起設(shè)定成像條件 (步驟 S1006)。
[0064] 然后，正式成像部320按照包括由成像條件設(shè)定部310設(shè)定的高頻磁場(chǎng)條件的成像 條件進(jìn)行正式成像(步驟S1007)。具體地說，正式成像部320根據(jù)高頻磁場(chǎng)條件使高頻信號(hào) 產(chǎn)生器106產(chǎn)生每個(gè)通道的高頻(RF)，提供給發(fā)送線圈114的各通道而執(zhí)行正式成像。
[0065] 計(jì)算機(jī)109所具備的CP叫尋預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置111中的程序加載到存儲(chǔ)器而執(zhí) 行，由此實(shí)現(xiàn)由計(jì)算機(jī)109實(shí)現(xiàn)的各功能。此外，條件存儲(chǔ)部304也可W構(gòu)建在存儲(chǔ)裝置111 上。
[0066] 《使用于本發(fā)明的指標(biāo)》
[0067] 接著，說明表示使用于本發(fā)明的Bi分布的均勻度的指標(biāo)的一例。作為其一例，作為 表示成像區(qū)域201內(nèi)的Bi分布的均勻度的指標(biāo)，能夠使用在W下式(2)中所示的Bi分布均勻 度指標(biāo)UsddB汾布均勻度指標(biāo)Usd是將Bi值的標(biāo)準(zhǔn)偏差(〇(Bi))除WBi平均值(m化））而得到 的值。可W說，該Bi分布均勻度指標(biāo)Usd越小則對(duì)象區(qū)域內(nèi)的Bi分布越均勻。
[006引
[0069] 進(jìn)一步說明本發(fā)明所設(shè)及的目標(biāo)函數(shù)的一例。用式(3)表示該目標(biāo)函數(shù)。
[0070]
[0071] 式(3)的各項(xiàng)的意思如下。即，第一項(xiàng)與SAR的減小有關(guān)，是評(píng)價(jià)RF的振幅與QD照射 的情況相比小到什么程度的項(xiàng)。因此，為了反映由各通道引起的SAR的差異，將各通道的RF 的振幅的幕運(yùn)算進(jìn)行加權(quán)相加而成。另一方面，第二項(xiàng)與Bi分布的均勻度的改善有關(guān)，是評(píng) 價(jià)Bi分布的均勻度與孤照射的情況相比改善什么程度的項(xiàng)。也就是說，用式(3)表示的本發(fā) 明所設(shè)及的目標(biāo)函數(shù)，成為將表示SAR的減小的第一項(xiàng)與表示Bi分布的均勻度改善的第二 項(xiàng)通過權(quán)重(W)進(jìn)行加權(quán)而得到的線性組合。
[0072] 更具體地說，在式(3)中，w(0《w《l)表示與SAR的減小和Bi分布的均勻度的改善 的分配有關(guān)的分配權(quán)重。Wamp意味著與發(fā)送線圈的每個(gè)通道的振幅的調(diào)整有關(guān)的權(quán)重，是按 每個(gè)通道設(shè)定的值，Wamp(i)為第i個(gè)通道的振幅權(quán)重的值，是0或正數(shù)(0《*3"。（?！?0左 右）。振幅幕數(shù)k表示振幅的k次幕，是0或正數(shù)(0《k《4左右）。油表示照射線圈的通道數(shù)，例 如如果由四個(gè)通道構(gòu)成則ch = 4。另外，Usd(shim)為使用RF勻場(chǎng)（shim)后的RF勻場(chǎng)參數(shù) (shim parameter)求出式（3)的Usd而得的值，Usd(QD)為使用孤照射的RF勻場(chǎng)參數(shù)求出式 (3)的化d而得的值。
[0073] 根據(jù)上述情況，當(dāng)分配權(quán)重W變大時(shí)，第一項(xiàng)的貢獻(xiàn)變大而SAR進(jìn)一步減小。另一方 面，當(dāng)分配權(quán)重W變小時(shí)，第二項(xiàng)的貢獻(xiàn)變大而Bi分布的均勻度得到改善。k通常使用2,但是 也可W是2W外的值。振幅通常取1左右的值，因此當(dāng)k變大時(shí)第一項(xiàng)的貢獻(xiàn)變大，振幅減小， SAR也減小。
[0074] W下，將分配權(quán)重(W)、每個(gè)通道的權(quán)重(Wamp)W及幕數(shù)化)歸納地稱為目標(biāo)函數(shù)參 數(shù)。
[0075] 綜上所述，在本發(fā)明所設(shè)及的使用目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的目標(biāo)函數(shù)的一例中，
[0076] .目標(biāo)函數(shù)參數(shù)包括分配權(quán)重(W)、每個(gè)通道的權(quán)重(Wamp似及幕數(shù)化），
[0077] .目標(biāo)函數(shù)為將表示SAR的減小的項(xiàng)和表示Bi分布的均勻度的改善的項(xiàng)通過分配 權(quán)重(W)進(jìn)行加權(quán)而得到的線性組合，
[0078] .表示SAR的減小的項(xiàng)為按每個(gè)通道將RF的振幅的幕運(yùn)算化次幕運(yùn)算)通過權(quán)重 (Wamp)進(jìn)行加權(quán)相加而成，
[0079] RF勻場(chǎng)部將高頻磁場(chǎng)條件決定為使運(yùn)樣設(shè)定的目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化的解。
[0080] 《本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)》
[0081] 通常在用MRI裝置進(jìn)行的檢查中的多數(shù)情況下，被檢體從磁場(chǎng)中屯、偏移而配置。因 此，在多個(gè)通道的發(fā)送線圈的情況下，配置在相對(duì)接近被檢體的位置上的通道的SAR大于配 置在相對(duì)遠(yuǎn)離被檢體的位置上的通道的SAR。
[0082] 因此，在本發(fā)明中，根據(jù)向SAR的貢獻(xiàn)來決定用于設(shè)定上述式(3)那樣的目標(biāo)函數(shù) 的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值。關(guān)于目標(biāo)函數(shù)參數(shù)中的一個(gè)，即各通道的權(quán)重(Wamp)，將向SAR的貢獻(xiàn) 相對(duì)大的通道的權(quán)重(Wamp)設(shè)為大于向SAR的貢獻(xiàn)相對(duì)小的通道的權(quán)重(Wamp)。例如將配置 在相對(duì)接近被檢體的位置上的通道的權(quán)重(Wamp)設(shè)定為大于配置在相對(duì)遠(yuǎn)離被檢體的位置 上的通道的權(quán)重(Wamp)。由此，兼顧作為發(fā)送線圈的整體的SAR的減小和Bl分布的均勻度的 提局。
[0083] W下，在本發(fā)明所設(shè)及的各實(shí)施方式中，說明根據(jù)各通道向SAR的貢獻(xiàn)來設(shè)定用于 設(shè)定目標(biāo)函數(shù)的上述目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值。此外，在W下說明的各實(shí)施方式中，說明不設(shè)定抑 制區(qū)域(第二區(qū)域R0I2)而將被檢體103區(qū)域的整體設(shè)定為診斷區(qū)域(第一區(qū)域R0I1)的情 況，但是在設(shè)定抑制區(qū)域(第二區(qū)域R0I2)的情況下也能夠同樣地實(shí)施。
[0084] 《第一實(shí)施方式》
[0085] 說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式。在第一實(shí)施方式中具有W下特征:在MRI裝置中預(yù)先 設(shè)定目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值，并使用運(yùn)些值。
[0086] 在MRI裝置的檢查中的多數(shù)情況下，被檢體配置于磁場(chǎng)中屯、的下側(cè)。因此，在使用 多個(gè)通道的發(fā)送線圈來進(jìn)行成像時(shí)，配置在相對(duì)接近被檢體的下側(cè)的通道與配置在相對(duì)遠(yuǎn) 離被檢體的上側(cè)的通道相比，向SAR的貢獻(xiàn)相對(duì)大。因此，在第一實(shí)施方式中，將下側(cè)通道的 權(quán)重(Wamp)設(shè)定為相對(duì)大于上側(cè)通道的權(quán)重(Wamp)。
[0087] 第一實(shí)施方式中的RF勻場(chǎng)部313的各功能的結(jié)構(gòu)與上述圖3示出的結(jié)構(gòu)相同，但是 W下功能部的處理不同。
[008引在條件存儲(chǔ)部304中預(yù)先存儲(chǔ)有目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值，優(yōu)化條件設(shè)定部302讀取運(yùn)些 值來設(shè)定目標(biāo)函數(shù)。
[0089] 另外，RF勻場(chǎng)部313的處理流程與上述圖5示出的處理流程相同，但是W下步驟的 處理不同。
[0090] 在步驟S1004中，優(yōu)化條件設(shè)定部302在從條件存儲(chǔ)部304中提取優(yōu)化條件時(shí)，還讀 取目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值來設(shè)定目標(biāo)函數(shù)。
[0091] 其它處理與圖5的處理流程相同，因此省略說明。
[0092] 接著，作為第一實(shí)施方式的具體例，圖6、7示出使用圖2(A)所示那樣的四通道發(fā)送 線圈進(jìn)行成像的示例。在圖2(A)示出的四通道發(fā)送線圈中，成為通道1、4被配置在上側(cè)，通 道2、3被配置在下側(cè)的結(jié)構(gòu)。因此，在圖6、7的示例中，將目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值設(shè)為：
[0093] 分配權(quán)重:w = 0.5
[0094] 振幅幕數(shù):k = 2
[0095] 上側(cè)通道的權(quán)重:Wamp(i) =0.4i = l、4
[0096] 下側(cè)通道的權(quán)重:Wamp(i) = 1.6i = 2、3。
[0097] 圖6表示全身SAR的測(cè)量結(jié)果，示出使用通過第一實(shí)施方式?jīng)Q定的每個(gè)通道的振幅 與相位的測(cè)量結(jié)果、W及使用通過現(xiàn)有的將Usd設(shè)為最小的方法來決定的每個(gè)通道的振幅 與相位的測(cè)量結(jié)果。縱軸表示全身SAR的值。關(guān)于全身SAR，在現(xiàn)有方法中為0.3[W/kg]，而在 第一實(shí)施方式中成為0.2禮W/kg]，實(shí)現(xiàn)了25%左右的下降。
[0098] 另外，圖7表示F0V整體的Bi圖的測(cè)量結(jié)果，示出使用通過第一實(shí)施方式?jīng)Q定的每 個(gè)通道的振幅與相位的測(cè)量結(jié)果（圖7(A) )、W及使用通過現(xiàn)有的將Usd設(shè)為最小的方法來 決定的每個(gè)通道的振幅與相位的測(cè)量結(jié)果（圖7(B))。關(guān)于F0V整體的Bi分布的均勻度，在現(xiàn) 有方法中為化d = 0.116,而在第一實(shí)施方式中成為0.119,抑制為僅約3%左右的劣化。
[0099] 也就是說，在圖6、7示出的第一實(shí)施方式的示例中示出了維持Bi分布的均勻度(實(shí) 質(zhì)上不會(huì)劣化)的同時(shí)減小了 SAR的情況。
[0100] 如上所述，在第一實(shí)施方式中，使用預(yù)先設(shè)想被檢體的配置位置而設(shè)定的目標(biāo)函 數(shù)參數(shù)的值來設(shè)定目標(biāo)函數(shù)，因此不檢測(cè)被檢體的配置位置，能夠容易地實(shí)現(xiàn)SAR的減小和 Bi分布的均勻度的維持和提高。
[0101] 《第二實(shí)施方式》
[0102] 說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。在第二實(shí)施方式中，具有W下特征:使用根據(jù)被檢體 的成像部位(和/或成像目的)而不同的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值。
[0103] 例如，在胸部成像時(shí)，在很多情況下W被檢體的胸部位于磁場(chǎng)中屯、或其附近的方 式將被檢體配置于磁場(chǎng)空間內(nèi)。在該情況下，由于被檢體接近上側(cè)的通道接近，因此上側(cè)的 通道與下側(cè)的通道相比向SAR的貢獻(xiàn)相對(duì)變大。因此，在胸部成像時(shí)，將上側(cè)的通道的Wamp設(shè) 定為大于下側(cè)的通道的Wamp，由此能夠減小SAR的同時(shí)提高均勻度。
[0104] 另外，在肩、臂等的成像時(shí)，W設(shè)為成像對(duì)象一側(cè)的肩、臂接近磁場(chǎng)中屯、或其附近 的方式將被檢體配置于磁場(chǎng)空間內(nèi)，因此被檢體在磁場(chǎng)空間內(nèi)在左右方向上偏屯、地配置。 在運(yùn)種情況下，將接近被檢體一側(cè)的通道的權(quán)重(Wamp)設(shè)定為大于遠(yuǎn)離被檢體一側(cè)的通道 的權(quán)重(Wamp)，由此能夠減小SAR的同時(shí)提高Bl分布的均勻度。
[0105] 因此，在第二實(shí)施方式中，預(yù)先存儲(chǔ)了被檢體的每個(gè)成像部位(和/或成像目的）的 目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值。而且，接收與成像部位(和/或成像目的）有關(guān)的來自操作人員的設(shè)定， 從預(yù)先存儲(chǔ)的每個(gè)成像部位(和/或成像目的）的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值中選擇與由操作人員設(shè) 定的成像部位(和/或成像目的）對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值，將所選擇的值用于目標(biāo)函數(shù)的 設(shè)定。
[0106] 用于實(shí)現(xiàn)該第二實(shí)施方式的RF勻場(chǎng)部313的各功能的結(jié)構(gòu)與上述圖3示出的結(jié)構(gòu) 相同，但是W下功能部的處理不同。
[0107] 成像條件設(shè)定部310從操作人員接收包括成像部位(和/或成像目的）的成像條件 的輸入，設(shè)定所輸入的成像部位(和/或成像目的）。
[0108] 在條件存儲(chǔ)部304中預(yù)先存儲(chǔ)有每個(gè)成像部位(和/或成像目的）的目標(biāo)函數(shù)參數(shù) 的值。
[0109] 優(yōu)化條件設(shè)定部302從存儲(chǔ)在條件存儲(chǔ)部304中的每個(gè)成像部位(和/或成像目的） 的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值中提取與由成像條件設(shè)定部310設(shè)定的成像部位(和/或成像目的）對(duì) 應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值，使用提取出的值來設(shè)定目標(biāo)函數(shù)。
[0110] 另外，RF勻場(chǎng)部313的處理流程與上述圖5示出的處理流程相同，但是W下步驟的 處理不同。
[0111] 在步驟S1001中，成像條件設(shè)定部310接收包括成像部位(和/或成像目的）的成像 條件的輸入并設(shè)定。
[0112] 在步驟S1004中，優(yōu)化條件設(shè)定部302從存儲(chǔ)在條件存儲(chǔ)部304中的每個(gè)成像部位 (和/或成像目的）的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值中提取與在步驟S1001中設(shè)定的成像部位(和/或成 像目的)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值，使用所提取的值來設(shè)定目標(biāo)函數(shù)。
[0113] 其它處理與圖5的處理流程相同，因此省略說明。
[0114] 在圖8中示出每個(gè)成像部位的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值的一例。預(yù)先準(zhǔn)備按每個(gè)成像部 位來設(shè)定了運(yùn)種成像部位與目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值的組合的數(shù)據(jù)庫，并存儲(chǔ)到條件存儲(chǔ)部304。
[0115] 接著，作為第二實(shí)施方式的具體例，說明使用圖2示出的四通道發(fā)送線圈來對(duì)肩、 臂成像的情況。
[0116] 在對(duì)被檢體的右肩、右臂成像的情況下，右側(cè)的通道3、4相對(duì)接近被檢體的左肩、 左臂，左側(cè)的通道1、2相對(duì)遠(yuǎn)離被檢體的右肩、右臂。因此，將右側(cè)的通道3、4的權(quán)重(Wamp)設(shè) 定為大于左側(cè)的通道1、2的權(quán)重(Wamp)。例如，能夠?qū)⒛繕?biāo)函數(shù)參數(shù)的值設(shè)定為
[0117] 分配權(quán)重:w = 0.5 [011引振幅幕數(shù):k = 2
[0119]左側(cè)通道的權(quán)重:Wamp(i) =0.4i = l、2
[0120]右側(cè)通道的權(quán)重:Wamp(i) = 1.6i = 3、4。
[0121 ]并且，在上下方向上偏移地配置被檢體的情況下，能夠與上述第一實(shí)施方式一致 地設(shè)定目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值。例如在被檢體向下側(cè)偏移地被配置的情況下，在上下之間也使 通道的權(quán)重不同，將下側(cè)的通道的權(quán)重(Wamp)設(shè)定為大于上側(cè)的通道的權(quán)重(Wamp)。例如能 夠設(shè)為
[0122] 左上側(cè)通道(i = l)的權(quán)重:Wamp(l) =0.4
[0123] 左下側(cè)通道(i = 2)的權(quán)重:Wamp(2) =0.5
[0124] 右下側(cè)通道(i = 3)的權(quán)重:Wamp(3) = 1.7
[0125] 右上側(cè)通道(i = 4)的權(quán)重:Wamp(4) = 1.6。
[01%]相反地，在將被檢體的左肩、左臂設(shè)為成像對(duì)象的情況下，將左側(cè)的通道1、2的權(quán) 重(Wamp)設(shè)為大于右側(cè)的通道3、4的權(quán)重(Wamp)。并且，在被檢體在上下方向上偏移地配置的 情況下，也可W在上下通道之間改變運(yùn)些權(quán)重。
[0127]如上所述，在第二實(shí)施方式中，預(yù)先存儲(chǔ)每個(gè)成像部位(和/或成像目的）的目標(biāo)函 數(shù)參數(shù)的值，根據(jù)來自操作人員的成像部位(和/或成像目的）的設(shè)定，從預(yù)先存儲(chǔ)的每個(gè)成 像部位(和/或成像目的）的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值中選擇與由操作人員設(shè)定的成像部位(和/或 成像目的）對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值，將所選擇的值使用于目標(biāo)函數(shù)的設(shè)定。也就是說，根 據(jù)被檢體的成像部位(和/或成像目的)使用不同的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值。由此，不需要檢測(cè)被 檢體的配置位置，根據(jù)成像部位(和/或成像目的），能夠更高精度且容易地實(shí)現(xiàn)SAR的減小 和Bi分布的均勻度的維持和提高。
[012引《第=實(shí)施方式》
[0129] 說明本發(fā)明的第Ξ實(shí)施方式。在第Ξ實(shí)施方式中具有W下特征:操作人員設(shè)定目 標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值。
[0130] 在設(shè)定成像條件時(shí)，將每個(gè)通道的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)(W，k，Wamp)的值的設(shè)定輸入用的 GUI(Gra曲ical User Interface:圖像用戶接口）進(jìn)行顯示，使操作人員輸入設(shè)定目標(biāo)函數(shù) 參數(shù)的值?；蛘?，也可W顯示預(yù)先準(zhǔn)備的多個(gè)參數(shù)值的組合，使操作人員從其中選擇期望的 組合。而且，根據(jù)所輸入的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值來設(shè)定目標(biāo)函數(shù)，求出使在制約條件下設(shè)定的 目標(biāo)函優(yōu)化的高頻磁場(chǎng)條件。
[0131] 在圖9中示出目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值的設(shè)定輸入用的GUI的一例。圖9示出的示例是顯 示預(yù)先準(zhǔn)備的多個(gè)參數(shù)值的組合，而用于使操作人員從其中選擇期望的組合的GUI例。在圖 9中，"RF勻場(chǎng)模式"為目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值的設(shè)定項(xiàng)目，當(dāng)對(duì)其點(diǎn)擊時(shí)顯示W(wǎng)下選項(xiàng)，從其中 選擇任意一個(gè)，由此設(shè)定目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值。各自的意思如下。
[0132] 類型A:QD照射
[0133] 類型B: W本發(fā)明的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行RF勻場(chǎng)參數(shù)計(jì)算
[0134] 類型C:將化d作為目標(biāo)函數(shù)來進(jìn)行RF勻場(chǎng)參數(shù)計(jì)算
[0135] 類型D:使用一部分區(qū)域的B1圖，將化d作為目標(biāo)函數(shù)來進(jìn)行RF勻場(chǎng)參數(shù)計(jì)算
[0136] 用于實(shí)現(xiàn)該第Ξ實(shí)施方式的RF勻場(chǎng)部313的各功能的結(jié)構(gòu)與上述圖3示出的結(jié)構(gòu) 相同，但是W下功能部的處理不同。
[0137] 優(yōu)化條件設(shè)定部302在顯示裝置110中顯示目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值的設(shè)定輸入用的 GUI,接收由操作人員進(jìn)行的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值的輸入，根據(jù)所輸入的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值來 設(shè)定目標(biāo)函數(shù)。
[0138] 另外，RF勻場(chǎng)部313的處理流程與上述圖5示出的處理流程相同，但是W下步驟的 處理不同。
[0139] 在步驟S1001中，成像條件設(shè)定部310在顯示裝置110中顯示目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值的 設(shè)定輸入用的GUI,接收由操作人員進(jìn)行的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值的輸入，將所輸入的值設(shè)定為 目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值。
[0140] 在步驟S1004中，優(yōu)化條件設(shè)定部302根據(jù)在步驟S1001中設(shè)定的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的 值來設(shè)定目標(biāo)函數(shù)。
[0141] 其它處理與圖5的處理流程相同，因此省略說明。
[0142] 如上所述，在第Ξ實(shí)施方式中，接收由操作人員進(jìn)行的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值的設(shè)定， 根據(jù)所輸入的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值來設(shè)定目標(biāo)函數(shù)。由此，成像者能夠自由地選擇使SAR變小 的通道。
[0143] 《第四實(shí)施方式》
[0144] 說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式。在第四實(shí)施方式中具有W下特征:根據(jù)定位圖像來 判斷被檢體與各通道之間的距離，根據(jù)判斷得到的距離來設(shè)定目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值。
[0145] 在通常的MRI檢查中，為了決定被檢體的成像位置、成像區(qū)域，在正式成像前獲取 正交Ξ個(gè)截面等的定位圖像。而且，通過使用該定位圖像能夠判斷磁場(chǎng)空間內(nèi)的被檢體的 配置位置。另一方面，發(fā)送線圈的各通道的磁場(chǎng)空間內(nèi)的配置位置，根據(jù)MRI裝置的設(shè)計(jì)時(shí) 的數(shù)據(jù)來預(yù)先獲知，能夠存儲(chǔ)運(yùn)些值。因而，能夠根據(jù)使用定位圖像來判斷出的被檢體的配 置位置和各通道的配置位置的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，求出被檢體與各通道之間的距離。能夠根據(jù)求出 的該距離，判斷被檢體相對(duì)接近哪一個(gè)通道或相對(duì)遠(yuǎn)離哪一個(gè)通道。而且，將相對(duì)接近被檢 體的位置的通道的權(quán)重(Wamp)設(shè)定為大于相對(duì)遠(yuǎn)離被檢體的位置的通道的權(quán)重(Wamp)。或 者，也可W如W下式(4)那樣根據(jù)被檢體與各通道的距離(d)來決定該通道的權(quán)重(Wamp)。
[0146] Wamp=Wmax · exp(-入· d) (4)
[0147] 在此，Wmax為權(quán)重的最大值，λ為預(yù)定的距離衰減系數(shù)。
[014引用于實(shí)現(xiàn)該第四實(shí)施方式的RF勻場(chǎng)部313的各功能的結(jié)構(gòu)與上述圖3示出的結(jié)構(gòu) 相同，但是W下功能部的處理不同。
[0149] 條件存儲(chǔ)部304存儲(chǔ)從MRI裝置的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中得到的發(fā)送線圈的各通道在磁場(chǎng)空 間內(nèi)的配置位置。
[0150] 成像位置設(shè)定部311實(shí)施定位掃描等而獲取定位圖像，根據(jù)獲取到的定位圖像來 判斷被檢體在磁場(chǎng)空間內(nèi)的配置位置。
[0151] 優(yōu)化條件設(shè)定部302根據(jù)由成像位置設(shè)定部311求出的被檢體在磁場(chǎng)空間內(nèi)的配 置位置W及從條件存儲(chǔ)部304讀出的各通道在磁場(chǎng)空間內(nèi)的配置位置，求出被檢體與各通 道之間的距離。根據(jù)該距離，將相對(duì)接近被檢體的位置的通道的權(quán)重(Wamp)設(shè)定為大于相對(duì) 遠(yuǎn)離被檢體的位置的通道的權(quán)重(Wamp)?；蛘?，使用上述式(4)來決定各通道的權(quán)重(Wamp)。
[0152] 另外，RF勻場(chǎng)部313的處理流程與上述圖5示出的處理流程相同，但是W下步驟的 處理內(nèi)容不同。
[0153] 在步驟S1002中，成像位置設(shè)定部311實(shí)施定位掃描等而獲取定位圖像。然后，如上 所述，根據(jù)獲取到的定位圖像來求出被檢體與各通道之間的距離。
[0154]在步驟S1004中，優(yōu)化條件設(shè)定部302根據(jù)在步驟S1002中求出的被檢體與各通道 之間的距離，將相對(duì)接近被檢體的位置的通道的權(quán)重(Wamp)設(shè)定為大于相對(duì)遠(yuǎn)離被檢體的 位置的通道的權(quán)重(Wamp)?；蛘?，如上述式(4)那樣根據(jù)被檢體與各通道的距離來決定該通 道的權(quán)重(Wamp)。然后，根據(jù)所決定的各通道的權(quán)重(Wamp)來設(shè)定目標(biāo)函數(shù)。
[01巧]其它處理與圖5的處理流程相同，因此省略說明。
[0156] 在圖10中示出使用圖2示出的多個(gè)通道的發(fā)送線圈在將兩臂放在腹部上的狀態(tài)下 成像的被檢體的定位圖像即正交Ξ截面圖像的一例。1001為軸向圖像，1002為弧矢圖像， 1003為冠狀圖像。從運(yùn)些截面像可理解，被檢體在上下方向上向上側(cè)相對(duì)地偏移，在左右方 向上向左側(cè)相對(duì)地偏移而配置。在該情況下，左上角的通道1與被檢體之間的距離為最短， 因此將其權(quán)重(Wamp)設(shè)為相對(duì)大，右下角的通道3與被檢體之間的距離為最長(zhǎng)，因此將其權(quán) 重(Wamp)設(shè)為相對(duì)小，右上角的通道4和左下角的通道2與被檢體之間的距離為兩者中間，因 此將它們的權(quán)重(Wamp)設(shè)為兩者中間的值。
[0157] 如上所述，在第四實(shí)施方式中，根據(jù)定位圖像來判斷被檢體與各通道之間的距離， 根據(jù)所判斷出的距離來決定各通道的權(quán)重(Wamp)而設(shè)定目標(biāo)函數(shù)。由此，能夠精密地設(shè)定各 通道的權(quán)重(Wamp)，因此能夠提高目標(biāo)函數(shù)的精度。其結(jié)果，能夠更高精度地實(shí)現(xiàn)SAR的減小 與Bl分布的均勻度的維持和提高。
[0158] 《第五實(shí)施方式》
[0159] 說明本發(fā)明的第五實(shí)施方式。在第五實(shí)施方式中具有W下特征:使用發(fā)送線圈的 各通道的SAR，決定每個(gè)通道的權(quán)重(Wamp)。
[0160] 在發(fā)送線圈的各通道的SAR的測(cè)量中，例如能夠使用文獻(xiàn)（NEMA Standards 化blication MS 8-2008)的方法。當(dāng)將使用運(yùn)種方法測(cè)量出的各通道的SAR設(shè)為SAR(i)[i = 1,2,3· · ·，(Λ]時(shí)，能夠例如W下式(5)那樣決定各通道的權(quán)重(Wamp)。
[0161]
[0162] 在此，q為比例系數(shù)。也就是說，將SAR相對(duì)大的通道的權(quán)重(Wamp)設(shè)定為大于SAR相 對(duì)小的通道的權(quán)重(Wamp )。
[0163] 各通道的SA財(cái)良據(jù)成像參數(shù)的值、被檢體的屬性、被檢體在磁場(chǎng)空間內(nèi)的配置位置 等成像條件而不同，因此，基本上，優(yōu)選在每次運(yùn)些變化時(shí)進(jìn)行測(cè)量?；蛘撸A(yù)先測(cè)量并存儲(chǔ) 與成像條件相對(duì)應(yīng)的各通道的SAR的值，選擇使用所存儲(chǔ)的該值，由此也可W省略SAR的測(cè) 量。
[0164] 在任一情況下，測(cè)量得到的各通道的SAR都根據(jù)與被檢體之間的距離而變得不同。 具體地說，具有配置在接近被檢體的位置上的通道的SAR變得高于配置在遠(yuǎn)離被檢體的位 置上的通道的SAR的趨勢(shì)。因而，如果如式(5)那樣決定各通道的權(quán)重(Wamp)，則具有各通道 的權(quán)重(Wamp)根據(jù)與被檢體之間的距離而不同的趨勢(shì)。也就是說，將配置在相對(duì)接近被檢體 的位置上的通道的權(quán)重(Wamp)設(shè)定為大于配置在相對(duì)遠(yuǎn)離被檢體的位置上的通道的權(quán)重 (Wamp ) 〇
[0165] 用于實(shí)現(xiàn)該第五實(shí)施方式的RF勻場(chǎng)部313的各功能的結(jié)構(gòu)與上述圖3示出的結(jié)構(gòu) 相同，但是W下功能部的處理不同。
[0166] 在條件存儲(chǔ)部304中存儲(chǔ)與成像條件相對(duì)應(yīng)的各通道的SAR的值。此外，如果每次 對(duì)發(fā)送線圈的各通道的SAR進(jìn)行測(cè)量，則不需要存儲(chǔ)與成像條件相對(duì)應(yīng)的各通道的SAR的 值。
[0167] 優(yōu)化條件設(shè)定部302對(duì)發(fā)送線圈的各通道的SAR進(jìn)行測(cè)量?；蛘?，從與存儲(chǔ)在條件 存儲(chǔ)部304中的成像條件相對(duì)應(yīng)的各通道的SAR的值中提取與大致一致于現(xiàn)在進(jìn)行的成像 的成像條件相關(guān)聯(lián)的各通道的SAR的值。然后，根據(jù)各通道的SAR的值，例如上述式(5)那樣 決定各通道的權(quán)重(Wamp)來設(shè)定目標(biāo)函數(shù)。
[0168] 另外，RF勻場(chǎng)部313的處理流程與上述圖5示出的處理流程相同，但是W下步驟的 處理內(nèi)容不同。
[0169] 在步驟S1004中，優(yōu)化條件設(shè)定部302測(cè)量發(fā)送線圈的各通道的SAR，或從條件存儲(chǔ) 部304中提取與大致一致于與現(xiàn)在進(jìn)行的成像有關(guān)的成像條件的成像條件相關(guān)聯(lián)的各通道 的SAR的值。然后，根據(jù)各通道的SAR的值來決定各通道的權(quán)重(Wamp)來設(shè)定目標(biāo)函數(shù)。
[0170] 其它處理與圖5的處理流程相同，因此省略說明。
[0171] W下，示出使用圖2示出的四通道的發(fā)送線圈在圖10的被檢體配置的狀態(tài)下測(cè)量 的SAR的一例，W及根據(jù)該測(cè)量結(jié)果并使用上述式(5)來決定各通道的權(quán)重(Wamp)的示例。在 該情況下，設(shè)q = 5。
[0172] [表 1]
[0173] ___
[0174] 如上所述，在第五實(shí)施方式中，通過實(shí)際地進(jìn)行測(cè)量或從預(yù)先準(zhǔn)備的每個(gè)成像條 件的各通道的SAR的值中進(jìn)行選擇，來得到每個(gè)通道的SAR，使用運(yùn)些值來決定各通道的權(quán) 重(Wamp)。由此，不獲取被檢體的配置位置，而能夠確定向SAR的貢獻(xiàn)大的通道，能夠按每個(gè) 通道設(shè)定對(duì)SAR減小更有效的振幅和相位。
[0175] 符號(hào)說明
[0176] 100:MRI裝置；101:磁體；102:線圈；102:梯度磁場(chǎng)線圈；103:被檢體；104:序列發(fā) 生器；105:梯度磁場(chǎng)電源；106:高頻信號(hào)產(chǎn)生器；107:載置臺(tái)；108:接收器；109:計(jì)算機(jī)； 110:顯示裝置;111:存儲(chǔ)裝置;112:勻場(chǎng)線圈；113:勻場(chǎng)電源；114:發(fā)送線圈；114-1:第一通 道；114-2:第二通道；114-3:第Ξ通道；114-4:第四通道；115:接收線圈；117-1:供電點(diǎn)； 117-2:供電點(diǎn)；117-3:供電點(diǎn)；117-4:供電點(diǎn)；200:體模;201:成像區(qū)域;202: Bi分布;301: 區(qū)域設(shè)定部;302:條件設(shè)定部;303:優(yōu)化部;304:條件存儲(chǔ)部;310:成像條件設(shè)定部;311:成 像位置設(shè)定部；312:靜磁場(chǎng)勻場(chǎng)部；313: RF勻場(chǎng)部;320:正式成像部;401: B汾布;402: Bi分 布;403:Bi分布;404:Bi分布;R0I1:第一區(qū)域;R0I2:第二區(qū)域。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種核磁共振成像裝置，其特征在于，具備： 發(fā)送線圈，其具有分別向被檢體發(fā)送高頻(RF)的多個(gè)通道； RF勻場(chǎng)部，其根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和制約條件，將向上述多個(gè)通道分別發(fā)送的高頻的振幅與 相位中的至少一方?jīng)Q定為高頻磁場(chǎng)條件，使得提高上述發(fā)送線圈所生成的高頻磁場(chǎng)(Bd* 布的均勻度并且減小上述被檢體的比吸收率(SAR);以及 高頻信號(hào)產(chǎn)生器，其根據(jù)上述高頻磁場(chǎng)條件來產(chǎn)生上述每個(gè)通道的上述高頻， 上述RF勻場(chǎng)部根據(jù)向上述比吸收率的貢獻(xiàn)來決定用于設(shè)定上述目標(biāo)函數(shù)的上述每個(gè) 通道的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核磁共振成像裝置，其特征在于， 上述目標(biāo)函數(shù)參數(shù)包括分配權(quán)重(w)、每個(gè)通道的權(quán)重(wamp)以及冪數(shù)(k)， 上述目標(biāo)函數(shù)為通過上述分配權(quán)重(w)對(duì)表示上述比吸收率的減小的項(xiàng)與表示上述均 勻度的改善的項(xiàng)進(jìn)行加權(quán)而得的線性組合， 表示上述比吸收率的減小的項(xiàng)是針對(duì)上述每個(gè)通道通過上述權(quán)重(wamp)對(duì)上述高頻的 振幅的上述冪運(yùn)算進(jìn)行加權(quán)相加而成的項(xiàng)，上述冪運(yùn)算為k次冪運(yùn)算， 上述RF勻場(chǎng)部將上述高頻磁場(chǎng)條件決定為使上述目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化的解。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的核磁共振成像裝置，其特征在于， 上述RF勻場(chǎng)部根據(jù)向上述比吸收率的貢獻(xiàn)來決定上述每個(gè)通道的權(quán)重(wamp)的值。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的核磁共振成像裝置，其特征在于， 上述RF勻場(chǎng)部將向上述比吸收率的貢獻(xiàn)相對(duì)大的通道的權(quán)重(wamp)設(shè)為大于向上述比 吸收率的貢獻(xiàn)相對(duì)小的通道的權(quán)重(Wamp)。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的核磁共振成像裝置，其特征在于， 上述RF勻場(chǎng)部將配置在相對(duì)接近上述被檢體的位置上的通道的權(quán)重(wamp)設(shè)定為大于 配置在相對(duì)遠(yuǎn)離上述被檢體的位置上的通道的權(quán)重(wamp)。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的核磁共振成像裝置，其特征在于， 上述發(fā)送線圈具有在磁場(chǎng)空間內(nèi)配置于上側(cè)的上側(cè)通道和配置于下側(cè)的下側(cè)通道， 上述RF勻場(chǎng)部將上述下側(cè)通道的權(quán)重（wamp)設(shè)定為相對(duì)大于上述上側(cè)通道的權(quán)重 (Wamp ) 〇7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的核磁共振成像裝置，其特征在于， 上述RF勻場(chǎng)部具備存儲(chǔ)了每個(gè)成像部位的上述目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值的條件存儲(chǔ)部，根據(jù) 由操作人員設(shè)定的成像部位，從上述條件存儲(chǔ)部中提取并設(shè)定上述每個(gè)通道的權(quán)重(wamp)。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的核磁共振成像裝置，其特征在于， 上述RF勻場(chǎng)部接收操作人員對(duì)上述目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值的輸入，根據(jù)所輸入的上述目標(biāo) 函數(shù)參數(shù)的值來設(shè)定上述目標(biāo)函數(shù)。9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的核磁共振成像裝置，其特征在于， 成像位置設(shè)定部，其獲取用于決定對(duì)上述被檢體成像的位置的定位圖像，并根據(jù)該定 位圖像來判斷上述被檢體在磁場(chǎng)空間內(nèi)的配置位置， 上述RF勻場(chǎng)部存儲(chǔ)上述發(fā)送線圈的各通道在磁場(chǎng)空間內(nèi)的配置位置，根據(jù)上述被檢體 在磁場(chǎng)空間內(nèi)的配置位置和上述各通道在磁場(chǎng)空間內(nèi)的配置位置，求出上述被檢體與上述 各通道之間的距離，將相對(duì)接近上述被檢體的位置的通道的權(quán)重(w amp)設(shè)定為大于相對(duì)遠(yuǎn) 離被檢體的位置的通道的權(quán)重(Wamp)。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核磁共振成像裝置，其特征在于， 上述RF勻場(chǎng)部獲取上述發(fā)送線圈的各通道的上述比吸收率，將上述比吸收率相對(duì)大的 通道的權(quán)重(w_)設(shè)定為大于上述比吸收率相對(duì)小的通道的權(quán)重(w_)。11. 一種核磁共振成像裝置中的RF勻場(chǎng)方法，該核磁共振成像裝置具備： 發(fā)送線圈，其具有向被檢體分別發(fā)送高頻(RF)的多個(gè)通道；以及 運(yùn)算部，其進(jìn)行用于決定向上述多個(gè)通道分別發(fā)送的高頻的振幅與相位中的至少一方 的RF勻場(chǎng)運(yùn)算，使得提高上述發(fā)送線圈所生成的高頻磁場(chǎng)(BJ分布的均勻度并且減小上述 被檢體的比吸收率(SAR)， 上述RF勾場(chǎng)方法的特征在于， 在根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和制約條件來進(jìn)行上述RF勻場(chǎng)運(yùn)算時(shí)，根據(jù)上述每個(gè)通道向上述比吸 收率的貢獻(xiàn)來決定用于設(shè)定上述目標(biāo)函數(shù)的目標(biāo)函數(shù)參數(shù)的值。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的RF勻場(chǎng)方法，其特征在于， 上述目標(biāo)函數(shù)參數(shù)包括分配權(quán)重(w)、每個(gè)通道的權(quán)重(wamp)以及冪數(shù)(k)， 上述目標(biāo)函數(shù)為通過上述分配權(quán)重(w)對(duì)表示上述比吸收率的減小的項(xiàng)與表示上述均 勻度的改善的項(xiàng)進(jìn)行加權(quán)而得的線性組合， 表示上述比吸收率的減小的項(xiàng)是針對(duì)上述每個(gè)通道通過上述權(quán)重(wamp)對(duì)上述高頻的 振幅的上述冪運(yùn)算進(jìn)行加權(quán)相加而成的項(xiàng)，上述冪運(yùn)算為k次冪運(yùn)算， 將向上述比吸收率的貢獻(xiàn)相對(duì)大的通道的權(quán)重(wamp)設(shè)定為大于向上述比吸收率的貢 獻(xiàn)相對(duì)小的通道的權(quán)重(wamp)。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的RF勻場(chǎng)方法，其特征在于， 將配置在相對(duì)接近上述被檢體的位置上的通道的權(quán)重(wamp)設(shè)定為大于配置在相對(duì)遠(yuǎn) 離上述被檢體的位置上的通道的權(quán)重(wamp)。
【文檔編號(hào)】A61B5/055GK106028928SQ201580010607
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年3月25日
【發(fā)明人】伊藤公輔
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社日立制作所