JP3884282B2

JP3884282B2 - Ｍｒｉ装置

Info

Publication number: JP3884282B2
Application number: JP2001386737A
Authority: JP
Inventors: 博司佐藤
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2021-12-19
Also published as: JP2003190114A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の中心周波数および送信強度を有する電磁波を所定核種の原子に対して送信し、前記電磁波に起因して前記原子から放出されるＮＭＲ信号に基づいて被検体内部の構造を撮像する技術に関し、特に、送信する電磁波のパラメータの決定を迅速におこなうことのできるＭＲＩ装置、ＭＲイメージング方法、およびこの方法をコンピュータ上で実行させるプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、物体の内部構造を画像化することができ、医療現場で脳腫瘍の診断などに用いられるＭＲＩ装置が知られている。ＭＲＩ装置による内部構造の撮影は、具体的には以下のメカニズムによりおこなう。
【０００３】
ＭＲＩ装置は、特定の核種（主に水素原子）に対して核磁気共鳴現象を利用することで、撮影対象物の任意の断層面を任意の厚さで画像化することができる。核磁気共鳴現象とは、対象物体に一様な静磁場を印加すると、対象物体を構成する原子の原子核においてスピンの方向がそろい、静磁場の強度に比例した周波数（以下「共鳴周波数」と言う）の電磁波を吸収、放出するようになる現象のことである。
【０００４】
ここで、被検体の形状、含有水分量等が相違すると、ＭＲＩ装置内部の電磁波送信およびＮＭＲ信号受信をおこなう部分において、インピーダンスに変化が生じる。したがって、良質な画像を得るためには、被検体の特性に対応したパラメータを有する電磁波を送信する必要がある。
【０００５】
そのため、撮像の前段階として、送信する電磁波の周波数および電磁波の強度等を含むパラメータの決定をおこなう必要がある。このため、従来のＭＲＩ装置では、実際に被検体の内部構造を撮像する前に、あらかじめ被検体をＭＲＩ装置内部に搬入した状態で試験的に電磁波の送信およびＮＭＲ信号の受信をおこなう。これにより、鮮明な画像を得るために最適な中心周波数および信号強度を決定する。
【０００６】
また、静磁場は時間的に変動している可能性がある。したがって、静磁場の均一性を確保するため、新たな撮像をおこなう前には、被検体をＭＲＩ装置内部に配置した状態でいわゆるグラーディエント・シム（Gradient shim）法を用いて、電磁波を送信する領域における静磁場の均一化をおこなう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のようなメカニズムで被検体の内部構造を撮像するため、ＭＲＩ装置では、撮像に一定の時間を要するという問題がある。特に、被検体が人間であった場合には、ＭＲＩ装置による撮像に長時間を要することは望ましくない。これは、長時間静止した状態を維持することは患者にとって苦痛であることの他に、長時間に渡って磁場雰囲気中にさらされることは人体に対して好ましいとはいえないためである。
【０００８】
したがって、実際の撮像に関しては撮像時間をなるべく短くするための改良がおこなわれている。たとえば、ＦＳＥ（Fast Spin Echo）法や、ＥＰＩ（Echo-Planar Imaging）法を用いた場合には、送信する電磁波のパラメータの決定に要する時間を除くと、１〜５秒程度の時間で所望の映像を得ることができる。
【０００９】
しかし、電磁波のパラメータの決定には一般に３０秒程度の時間がかかることが知られている。このため、ＦＳＥ法や、ＥＰＩ法のような超高速撮像方法を用いて撮像をおこなう場合には、全撮像時間の大部分を送信する電磁波のパラメータの決定に要することとなり、効率的とはいえない。
【００１０】
また、実際の臨床撮像では、同一の被検体の同一部位について、複数回の撮像をおこなうことが多い。これは、送信する電磁波のパラメータシーケンスを様々に変化させることで撮像された映像のコントラストを変化させ、この様々なコントラストの画像から総合的に疾患等を判断する必要があるためである。このような場合は、過去の撮像と新たにおこなう撮像との間では、上述したような磁場の強度や、被検体を構成する原子の共鳴周波数等の物理的な条件は変化しない。
【００１１】
同様のことが、静磁場の均一化についてもいえる。当然のことながら、物理的な構成が同一の場合であれば、ＭＲＩ装置内部の磁場分布は同一となる。したがって、被検体が同一で、撮像領域も同一であるような場合には、静磁場の均一度は変化しないか、変化したとしても撮像に影響を与えない程度である。このような場合であってもグラーディエント・シム法を用いて静磁場の均一化をおこなうことは、撮像時間の短縮化の観点からは有効とはいえない。
【００１２】
しかし、従来のＭＲＩ装置は、このような場合でもそれぞれの撮像をおこなう前に一律にパラメータの決定をおこなう。この場合、本来ならば物理的条件によって決定されるパラメータは同一となるべきであるのに、試験的なスキャンにおける測定誤差に起因して、各撮像において異なるパラメータが決定されてしまうことがある。このように、異なるパラメータで撮像がおこなわれた場合、同一条件で撮像されたとはいえず、各撮像によって得られた画像について単純比較をおこなうことができなくなるという問題が生じてしまう。
【００１３】
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、過去に送信した電磁波に関する情報を有効に利用し、新たに送信する電磁波のパラメータを短時間で決定することのできるＭＲＩ装置、ＭＲイメージング方法、およびＭＲイメージング方法をコンピュータ上で実行できるプログラムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、第１の観点にかかる発明は、被検体を載置する空間に静磁場を発生させる静磁場発生部と、勾配磁場を印加する勾配磁場発生部と、前記被検体の所定の撮像領域に対して電磁波を送信する送信部と、前記撮像領域からのＮＭＲ信号を受信する受信部とを備えたＭＲＩ装置であって、過去におこなった撮像の際に送信した電磁波の中心周波数を記憶する記憶手段と、該記憶した中心周波数に基づいて送信する電磁波の中心周波数を算出する第１の算出手段と、該算出した中心周波数を有する電磁波を送信するように前記送信部を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
この第１の観点にかかる発明によれば、過去の撮像において送信した電磁波の中心周波数を記憶手段が記憶しておくことによって、この中心周波数に基づいて、これからおこなう撮像において送信する電磁波の中心周波数を算出することとしたため、中心周波数の決定に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００１６】
また、第２の観点にかかる発明は、第１の観点にかかる発明において、前記記憶手段は、前記過去におこなった撮像の際に送信した電磁波のパラメータについての情報であるパラメータ情報を記憶し、前記パラメータ情報に基づいて送信する電磁波の強度を算出する第２の算出手段をさらに有し、前記制御手段が、該算出した送信強度および前記算出した中心周波数を有する電磁波を送信するように前記送信部を制御することを特徴とする。
【００１７】
この第２の観点にかかる発明によれば、記憶手段が記憶している過去におこなった撮像において送信した電磁波のパラメータ情報に基づいて、これからおこなう撮像において送信する電磁波の強度を算出することとしたため、電磁波の送信強度の決定に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００１８】
また、第３の観点にかかる発明は、第１または第２の観点にかかる発明において、前記パラメータ情報は、前記過去におこなった撮像において送信した電磁波の中心周波数、送信した電磁波の強度および電磁波を送信した時間である送信時間についての情報を含むことを特徴とする。
【００１９】
この第３の観点にかかる発明によれば、パラメータ情報が、過去におこなった撮像において送信した電磁波の中心周波数、送信した電磁波の強度を含むこととしたため、パラメータ情報を活用して中心周波数および電磁波の強度を算出することができる。
【００２０】
また、第４の観点にかかる発明は、第３の観点にかかる発明において、前記第１の算出手段は、前記パラメータ情報に含まれる中心周波数を抽出して、該中心周波数に対して所定数値を加算もしくは減算することによって前記算出した中心周波数を得ることを特徴とする。
【００２１】
この第４の観点にかかる発明によれば、第１の算出手段における算出を具体的に規定することで中心周波数の算出をおこなうことができる。
【００２２】
また、第５の観点にかかる発明は、第４の観点にかかる発明において、前記所定数値は、脂肪分子に含まれる水素原子の共鳴周波数と、水分子に含まれる水素原子の共鳴周波数との差分値に基づいて得られる値であることを特徴とする。
【００２３】
この第５の観点にかかる発明によれば、脂肪分子に含まれる水素原子の共鳴周波数と、水分子に含まれる水素原子の共鳴周波数は異なるが、その差分値は一定であるため、過去の撮像の際に送信した電磁波の中心周波数に対して差分値を演算することで送信する電磁波の中心周波数を算出することができる。
【００２４】
また、第６の観点にかかる発明は、第１〜５のいずれか一つの観点にかかる発明において、前記算出した送信強度は、前記過去におこなった撮像の際に送信した電磁波における波形の時間変数に関する積分値に比例した値であることを特徴とする。
【００２５】
この第６の観点にかかる発明によれば、前記送信強度を過去に送信した電磁波の波形に関する積分値に比例した値とすることで、過去の撮像において送信した電磁波のパラメータ情報を有効に活用して送信強度を算出することができる。
【００２６】
また、第７の観点にかかる発明は、第６の観点にかかる発明において、前記記憶手段は、所定強度を有し所定の送信時間を有する電磁波の波形の積分値である形状係数をさらに記憶し、前記積分値は、前記過去におこなった撮像において送信した電磁波の送信強度と、送信時間と、前記形状係数との乗算値から得られる値であることを特徴とする。
【００２７】
この第７の観点にかかる発明によれば、積分値を過去に送信した電磁波の送信強度と、送信時間と、形状係数を乗算して求めることとしたため、実際に積分計算をおこなうよりも、信号強度の演算を迅速におこなうことができる。
【００２８】
また、第８の観点にかかる発明は、第１〜７のいずれか一つの観点にかかる発明において、前記記憶手段は前記過去におこなった撮像におけるフリップ角をさらに記憶し、前記第２の算出手段は、前記積分値を電磁波の送信時間、形状係数、および前記過去におこなった撮像におけるフリップ角によって除算し、さらにこれからおこなう撮像におけるフリップ角を乗算することで前記算出した送信強度を得ることを特徴とする。
【００２９】
この第８の観点にかかる発明によれば、送信強度を求める演算を具体的に規定することとしたため、第２の算出手段が送信強度を算出することができる。
【００３０】
また、第９の観点にかかる発明は、第１〜８のいずれか一つの観点にかかる発明において、前記撮像領域が前記過去におこなった撮像における撮像領域と同一であるか否かを判断する同一性判断手段と、前記撮像領域が同一の場合に前記過去におこなった撮像時からの前記撮像領域の温度変化量を検知する温度測定手段と、をさらに備え、前記撮像領域が同一であると判断され、前記温度変化量が所定値以下であると判断された場合に、前記第１の算出手段が送信する電磁波の中心周波数を算出することを特徴とする。
【００３１】
この第９の観点にかかる発明によれば、過去の撮像と、これからおこなう撮像とが同一撮像領域に関するものかを同一性判断手段が判断することとしたため、過去の複数の撮像に関するパラメータ情報から有益なものを選択することができる。
【００３２】
また、第１０の観点にかかる発明は、第９の観点にかかる発明において、前記同一性判断手段は、被検体の同一性と該被検体における撮像領域の同一性とによって前記撮像領域の同一性を判断することを特徴とする。
【００３３】
この第１０の観点にかかる発明によれば、撮像領域の同一性を被検体の同一性と、同一被検体における撮像領域の同一性によって判断することとしたため、撮像領域の同一性をより厳密に判断することができる。
【００３４】
また、第１１の観点にかかる発明は、第９または第１０の観点にかかる発明において、前記同一性判断手段は、電磁波を送信する前記送信部の同一性と前記送信部に対する前記被検体の移動量とに基づいて前記被検体における撮像領域の同一性を判断することを特徴とする。ここで、送信部の同一性とは、たとえば、複数の送信部を有するＭＲＩ装置において、同一の送信部を使用している状態をいう。
【００３５】
この第１１の観点にかかる発明によれば、被検体における撮像領域の同一性を、送信部の同一性と、送信部に対する被検体の相対的な移動量とによって判断することとしたため、同一被検体における撮像領域の同一性を迅速に判断することができる。
【００３６】
また、第１２の観点にかかる発明は、第１１の観点にかかる発明において、前記同一性判断手段は、前記送信部が同一であって前記移動量が５ｃｍ以下である場合に前記被検体における撮像領域が同一であると判断することを特徴とする。
【００３７】
この第１２の観点にかかる発明によれば、具体的に判断基準を規定することで、画一的に、同一被検体における撮像領域の同一性を判断することができる。
【００３８】
また、第１３の観点にかかる発明は、第９〜１２のいずれか一つの観点にかかる発明において、前記温度測定手段は、前記過去におこなった撮像から経過した時間に基づいて温度変化量を推定することを特徴とする。
【００３９】
この第１３の観点にかかる発明によれば、一定時間経過した場合には所定の温度変化をしたものと推定することで、温度変化量の検知を容易におこなうことができる。
【００４０】
また、第１４の観点にかかる発明は、第１３の観点にかかる発明において、前記温度測定手段は、前記過去におこなった撮像から経過した時間が５分以下である場合に前記温度変化量が所定値以下であると判断することを特徴とする。
【００４１】
この第１４の観点にかかる発明によれば、温度変化量の判断基準を具体的に規定したため、画一的で、迅速な温度変化量の検知をおこなうことができる。
【００４２】
また、第１５の観点にかかる発明は、所定の中心周波数および送信強度を有する電磁波を送信部によって被検体の所定の撮像領域に送信し、前記電磁波に起因して前記撮像領域から放出されるＮＭＲ信号に基づいて被検体内部の構造を撮像するＭＲイメージング方法であって、過去におこなった撮像の際に送信した電磁波の中心周波数に基づいて送信する電磁波の中心周波数を算出する中心周波数算出工程と、該算出した中心周波数を有する電磁波を被検体に対して送信する送信工程とを含むことを特徴とする。
【００４３】
この第１５の観点にかかる発明によれば、過去におこなった撮像の際に送信した電磁波の中心周波数に基づいて中心周波数を算出することとしたため、従来の試験的スキャンによって中心周波数を決定するよりも、迅速に中心周波数を決定することができる。
【００４４】
また、第１６の観点にかかる発明は、第１５の観点にかかる発明において、前記過去におこなった撮像の際に送信した電磁波のパラメータについての情報であるパラメータ情報に基づいて送信する電磁波の強度を算出する送信強度算出工程をさらに備え、前記送信工程において、該算出した送信強度および前記算出した中心周波数を有する電磁波を送信することを特徴とする。
【００４５】
この第１６の観点にかかる発明によれば、前記過去に送信した電磁波に関する情報であるパラメータ情報を用いて送信強度を算出することとしたため、従来の試験的スキャンによって送信強度を決定するよりも、迅速に送信強度を決定することができる。
【００４６】
また、第１７の観点にかかる発明は、第１５または第１６の観点にかかる発明において、前記パラメータ情報は、前記過去におこなった撮像の際に送信した電磁波の中心周波数、送信した電磁波の強度および電磁波を印加した時間である送信時間についての情報を含むことを特徴とする。
【００４７】
この第１７の観点にかかる発明によれば、パラメータ情報を、前記過去に送信した電磁波の中心周波数、送信強度を含むこととしたため、パラメータ情報を活用して中心周波数および電磁波の送信強度を算出することができる。
【００４８】
また、第１８の観点にかかる発明は、第１７の観点にかかる発明において、前記中心周波数算出工程は、前記パラメータ情報に含まれる中心周波数を抽出して、該中心周波数に対して所定数値を加算もしくは減算することによっておこなわれることを特徴とする。
【００４９】
この第１８の観点にかかる発明によれば、中心周波数の算出を具体的に規定することで中心周波数算出工程を容易におこなうことができる。
【００５０】
また、第１９の観点にかかる発明は、第１８の観点にかかる発明において、前記中心周波数算出工程において、前記所定数値は、脂肪分子に含まれる水素原子の共鳴周波数と、水分子に含まれる水素原子の共鳴周波数との差分値に基づいて得られることを特徴とする。
【００５１】
この第１９の観点にかかる発明によれば、脂肪分子に含まれる水素原子の共鳴周波数と、水分子に含まれる水素原子の共鳴周波数は異なるが、その差分値は一定であるため、過去の撮像の際に送信した電磁波の中心周波数に対して差分値を演算することで送信する電磁波の中心周波数を算出することができる。
【００５２】
また、第２０の観点にかかる発明は、第１５〜１９のいずれか一つの観点にかかる発明において、前記送信強度算出工程において、前記算出した送信強度は、前記過去におこなった撮像において送信した電磁波の波形の時間変数に関する積分値に基づいて得られることを特徴とする。
【００５３】
この第２０の観点にかかる発明によれば、前記送信強度を過去に送信した電磁波の波形に関する積分値に比例した値とすることで、過去の撮像において送信した電磁波のパラメータ情報を有効に活用して送信強度を算出することができる。
【００５４】
また、第２１の観点にかかる発明は、第２０の観点にかかる発明において、前記送信強度算出工程において、前記積分値は、前記パラメータ情報から抽出した送信強度と、送信時間と、所定強度を有し所定時間送信される電磁波の波形の積分値である形状係数とを乗算することにより得られることを特徴とする。
【００５５】
この第２１の観点にかかる発明によれば、積分値を過去に送信した電磁波の送信強度と、送信時間と、形状係数を乗算して求めることとしたため、実際に積分計算をおこなうよりも、信号強度の演算を迅速におこなうことができる。
【００５６】
また、第２２の観点にかかる発明は、第１５〜２１のいずれか一つの観点にかかる発明において、前記送信強度算出工程において、前記算出した送信強度は、前記積分値を電磁波の送信時間、形状係数、および前記過去におこなった撮像におけるフリップ角によって除算し、さらにこれからおこなう撮像におけるフリップ角を乗算することにより得られることを特徴とする。
【００５７】
この第２２の観点にかかる発明によれば、送信強度を求める演算を具体的に規定することとしたため、第２の算出手段が送信強度を算出することができる。
【００５８】
また、第２３の観点にかかる発明は、第１５〜２２のいずれか一つの観点にかかる発明において、前記撮像領域が前記過去におこなった撮像における撮像領域と同一であるか否かを判断する同一性判断工程と、前記撮像領域が同一の場合に前記過去におこなった撮像時からの前記撮像領域の温度変化量を検知する温度測定工程とをさらに含み、前記撮像領域が同一であると判断され、前記温度変化量が所定値以下であると判断された場合に前記中心周波数算出工程をおこなうことを特徴とする。
【００５９】
この第２３の観点にかかる発明によれば、過去の撮像と、これからおこなう撮像とが同一撮像領域に関するものかを同一性判断工程において判断し、温度変化量についても判断することとしたため、過去の複数の撮像に関するパラメータ情報から有益なものを選択することができる。
【００６０】
また、第２４の観点にかかる発明は、第２３の観点にかかる発明において、前記同一性判断工程において、被検体の同一性と該被検体における撮像領域の同一性とによって前記撮像領域の同一性を判断することを特徴とする。
【００６１】
この第２４の観点にかかる発明によれば、撮像領域の同一性を被検体の同一性と、その被検体における撮像領域の同一性によって判断することとしたため、撮像領域の同一性をより厳密に判断することができる。
【００６２】
また、第２５の観点にかかる発明は、第２３または第２４の観点にかかる発明において、前記同一性判断工程において、電磁波を送信する前記送信部の同一性と前記送信部に対する前記被検体の移動量に基づいて前記被検体における撮像領域の同一性を判断することを特徴とする。
【００６３】
この第２５の観点にかかる発明によれば、同一被検体における撮像領域の同一性を、送信部の同一性と、送信部に対する被検体の相対的な移動量によって判断することとしたため、同一被検体における撮像領域の同一性を迅速に判断することができる。
【００６４】
また、第２６の観点にかかる発明は、第２５の観点にかかる発明において、前記同一性判断工程において、前記送信部が同一であって前記移動量が５ｃｍ以下である場合に前記被検体における撮像領域が同一であると判断することを特徴とする。
【００６５】
この第２６の観点にかかる発明によれば、温度変化量の判断基準を具体的に規定したため、画一的で、迅速な温度変化量の検知をおこなうことができる。
【００６６】
また、第２７の観点にかかる発明は、第２３〜２６のいずれか一つの観点にかかる発明において、前記温度測定工程において、前記過去におこなった撮像から経過した時間に基づいて温度変化量を推定することを特徴とする。
【００６７】
この第２７の観点にかかる発明によれば、一定時間経過した場合には所定の温度変化をしたものと推定することで、温度変化量の検知を容易におこなうことができる。
【００６８】
また、第２８の観点にかかる発明は、第２７の観点にかかる発明において、前記温度測定工程において、前記過去におこなった撮像から経過した時間が５分以下である場合に前記温度変化量が所定値以下であると判断することを特徴とする。
【００６９】
この第２８の観点にかかる発明によれば、温度変化量の判断基準を具体的に規定したため、画一的で、迅速な温度変化量の検知をおこなうことができる。
【００７０】
また、第２９の観点にかかる発明は、第１５〜２８のいずれか一つの観点にかかる発明に記載のＭＲイメージング方法をコンピュータ上で実行するプログラムであることを特徴とする。
【００７１】
この第２９の観点にかかる発明によれば、上記のＭＲイメージング方法をコンピュータ上で実行するプログラムとすることで、上記したＭＲイメージング方法をコンピュータ上で自動的におこなうことができるため、迅速に中心周波数の算出および送信強度の算出をおこなうことができる。
【００７２】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明にかかるＭＲＩ装置、ＭＲイメージング方法およびこの方法をコンピュータ上で実行するプログラムの好適な実施の形態について説明する。図面の記載において同一または類似部分には同一あるいは類似な符号を付している。ただし、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００７３】
まず、実施の形態にかかるＭＲＩ装置の構造について説明する。図１は、本実施の形態にかかるＭＲＩ装置の構成を示すブロック図である。実施の形態にかかるＭＲＩ装置は、静磁場発生部１と、勾配磁場を印加する勾配コイル部２と、電磁波の送信およびＮＭＲ信号の受信をおこなうＲＦコイル部３とを有する。勾配コイル部２は、勾配駆動部４に接続されており、勾配駆動部４から所定値の電流を印加されることにより動作する。ＲＦコイル部３は、送信部５に接続されており、送信部５から電流を印加されることによって電磁波を送信する。また、ＲＦコイル部３は、アナログ・ディジタル変換部７を介して記憶部１３に接続されている。記憶部１３は、操作部１０からデータを受け取り、演算部１４とデータのやりとりをおこない、表示部１１および制御部９に対してデータを出力するよう各部と接続されている。さらに、制御部９は、送信部５、勾配駆動部４、受信部６、アナログ・ディジタル変換部７、記憶部１３、演算部１４の動作を制御するようそれぞれと接続されている。以下、実施の形態にかかるＭＲＩ装置を構成する各部分について、説明する。
【００７４】
静磁場発生部１は、被検体１２が配置された空間に時間的および空間的に均一な磁場を印加するためのものである。静磁場発生部１は、永久磁石または超電導磁石などからなり、１．０Ｔ程度の強磁場を発生する機能を有する。
【００７５】
勾配コイル部２は、勾配磁場を発生するためのものである。上述のように、ＭＲＩ装置は、被検体１２を構成する特定の核種（主に水素原子）に対して核磁気共鳴現象を利用するが、位置情報を調べるために静磁場とは別に空間的および時間的に変動する勾配磁場を被検体１２に対して印加する必要があるためである。
【００７６】
ＲＦコイル部３は、被検体１２に対して電磁波を照射する電磁波送信手段としての機能と、核磁気共鳴現象によって被検体１２を構成する原子から放出されるＮＭＲ信号を受信するＮＭＲ信号受信手段としての機能を有する。なお、ＲＦコイル部３によって照射される電磁波の周波数は、静磁場発生部１により印加される磁場の強度が１．０Ｔの場合には、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚとなる。また、ＲＦコイル部３の形状は、被検体１２の形状および被検体１２のうち、実際に撮像をおこなう部分の形状に応じて異なるものとする。たとえば、図１では被検体１２は人体であり、撮像する部分はその頭部としているが、腹部を撮像する場合のＲＦコイル部３の形状はこれと異なるものでなくてはならない。これは、ＲＦコイル部３を撮像領域に対応した形状とすることで、撮像におけるＳ／Ｎ比を向上させるためである。本実施の形態においては、ＭＲＩ装置は撮像部分に応じた複数のＲＦコイル部３を有するものとし、撮像部分に応じて適宜適切な形状のＲＦコイル部３を使用するものとする。
【００７７】
勾配駆動部４は、勾配コイル部２に電流を印加することにより、勾配コイル部２から勾配磁場を発生させるためのものである。勾配コイル部２によって印加される勾配磁場について、大きさを空間的および時間的に変動させる必要があるため、勾配駆動部４は制御部９からの指令に応じて勾配コイル部２に対して電流を供給する。
【００７８】
送信部５は、ＲＦコイル部３に対して電流を印加するためのものである。送信部５は、制御部９からの制御を受けて所定の電流をＲＦコイル部３に対して供給し、ＲＦコイル部３から電磁波を送信させる。
【００７９】
受信部６は、ＲＦコイル部３が受信したＮＭＲ信号を受け取り、アナログ・ディジタル変換部７に受信した観測データを伝送する。受信部６は、制御部９による制御を受けており、送信した電磁波に起因して、被検体１２からＮＭＲ信号が放出されるタイミングに合わせて、ＲＦコイル部３が受信したＮＭＲ信号を受け取る。
【００８０】
アナログ・ディジタル変換部７は、ＲＦコイル部３が受信したＮＭＲ信号に関するアナログデータをディジタルデータに変換するためのものである。被検体１２から放出されたＮＭＲ信号についてスペクトル解析をし、画像を形成するためには、観測データをディジタルデータの形式に変換しておく必要があるためである。
【００８１】
表示部１１は、コンピュータ８で形成された磁気共鳴映像を表示するためのものである。表示部１１は、主としてＣＲＴディスプレイや、ＴＦＴ液晶画面のように直接映像を表示するものからなるが、プリンタのように映像を他の媒体に出力するものでもよい。
【００８２】
記憶部１３は、アナログ・ディジタル変換部７を介して伝送されたＮＭＲ信号や、このＮＭＲ信号に基づいて演算部１４で算出された磁気共鳴映像を構成する情報を記憶する。また、記憶部１３は、操作部１０から入力された情報についても記憶し、磁気共鳴映像を構成する情報を表示部１１に対して出力する機能を有する。
【００８３】
さらに、記憶部１３は、過去におこなった撮像において、ＲＦコイル部３から送信した電磁波のパラメータについてのパラメータ情報を記憶する機能も有する。ここで、電磁波のパラメータとは、送信した電磁波の強度、中心周波数などを含むものとする。
【００８４】
演算部１４は、記憶部１３に記憶されたパラメータ情報と、操作部１０から入力された値に基づいて所定の演算をおこなうためのものである。演算部１４は、制御部９からの指示を受けて記憶部１３からパラメータ情報を抽出し、操作部１０に入力された情報とあわせて演算をおこなう。具体的には、記憶部１３に記憶された、受信したＮＭＲ信号を、周波数を変数とするスペクトル情報に変換し、画像形成をおこなう。
【００８５】
また、演算部１４は、記憶部１３に記憶されている、過去の撮像において送信した電磁波のパラメータについてのパラメータ情報から、新たに撮像をおこなう際に送信する電磁波のパラメータを算出する機能も有する。制御部９の制御に基づいて記憶部１３から情報を読み出して、後述する所定の演算をおこなう。この演算により、ＲＦコイル部３から送信する電磁波のパラメータを決定し、記憶部１３を介してパラメータを制御部９に対して出力する。そして、制御部９は、演算部１４で算出されたパラメータを有する電磁波を発生するように送信部５を制御する。
【００８６】
次に、本実施の形態にかかるＭＲＩ装置において、ＲＦコイル部３から送信する電磁波のパラメータ決定について、説明する。上述したように、ＭＲＩ装置は、撮像に先だって、送信する電磁波のパラメータ決定をおこなう必要がある。これは、被検体１２の形状や、含有水分量は対象ごとに異なり、また同一対象であっても、撮像部分や使用するＲＦコイル部３によって電磁波のパラメータを変更する必要があるためである。本実施の形態にかかるＭＲＩ装置は、このパラメータ決定に要する時間を短縮することによって、迅速な撮像処理を実現している。以下、送信する電磁波について、具体的なパラメータ決定の方法を説明する前に、パラメータ決定に関係する事項について概説する。
【００８７】
まず、撮像する際に送信する電磁波は、その中心周波数が被検体１２を構成する原子のうち、所定の条件を満たす原子の共鳴周波数と一致するように設定する必要がある。たとえば、同じ水素原子についてＮＭＲ信号を得る場合、水分子中の水素原子と、脂肪分子中の水素原子とでは、共鳴周波数が異なるものとなる。
【００８８】
したがって、水分子中の水素原子に起因したＮＭＲ信号を得ることにより撮像する場合と、脂肪分子中の水素原子に起因したＮＭＲ信号を得ることにより撮像する場合とでは、送信する電磁波の中心周波数を変化させる必要がある。通常、送信する電磁波は、中心周波数においてもっとも高い強度を有し、周波数が中心周波数からシフトするにしたがって強度は低下する。
【００８９】
そのため、中心周波数付近の値で共鳴周波数を有する原子はＮＭＲ信号における強度も高くなり、中心周波数からシフトした値で共鳴周波数となる原子のピークは小さくなる。図２に、中心周波数の設定位置によるスペクトル強度の違いについて、模式的に表す。図２（ａ）は、脂肪分子中の水素原子の共鳴周波数ω_fに中心周波数を設定した場合で、（ｂ）は、水分子中の水素原子の共鳴周波数ω_wに中心周波数を設定した場合のスペクトルを示す。また、（ｃ）は、共鳴周波数ω_f、ω_wの平均値ω_cに中心周波数を設定した場合のスペクトルを示す。このように、中心周波数の設定する位置によって、得られるスペクトルの形状は異なり、中心周波数付近のスペクトルは大きなものとなる。したがって、電磁波の中心周波数は、関心のある原子の共鳴周波数に対応した値に設定する必要がある。本実施の形態においては、水分子中の水素原子および脂肪分子中の水素原子に注目するものとし、それぞれの水素原子の共鳴周波数と、それらの中間の値に電磁波の中心周波数を設定するものとする。
【００９０】
一方で、それぞれの共鳴周波数間の差分値は、被検体１２の種類や、撮像部位の相違に関わらず、ほぼ一定の値を取る。そのため、記憶部１３は、あらかじめ脂肪分子中に存在する水素原子の共鳴周波数と水分子中に存在する水素原子の共鳴周波数との差分値Δωを記憶している。したがって、たとえば、過去の撮像で水分子中に存在する水素原子の共鳴周波数に中心周波数を設定していて、新たな撮像で脂肪分子中に存在する水素原子の共鳴周波数に中心周波数を設定するような場合ならば、過去の中心周波数にΔωを加えることで、中心周波数の設定をおこなえる。具体的には、演算部１４は、記憶部１３から差分値Δωを抽出して、この差分値Δωに対して所定の比例定数を乗算する。そして、この乗算結果を過去のパラメータ情報に含まれる中心周波数に対して加算もしくは減算する。ここで、共鳴周波数ω_w、ω_f、ω_cの間には、
ω_w＝ω_f−Δω・・・・・・（１）
ω_c＝（ω_w＋ω_f）／２・・・・（２）
の関係が成立する。Δωは、既に記憶部１３から抽出されており、過去の撮像において中心周波数ω_w、ω_f、およびω_cのいずれか一つの値を記憶部１３に記憶されたパラメータ情報から抽出し、式（１）、（２）を計算することでＲＦコイル部３から送信する電磁波の中心周波数を算出することができる。なお、記憶部１３で記憶する差分値Δωは、学術的に知られている値をあらかじめ記憶するものとしても良いし、本実施の形態にかかるＭＲＩ装置で過去に測定した結果から統計的に平均を取った値を記憶しても良い。特に、後者の場合には、装置の特性に応じた正確な差分値Δωを得ることができるという利点を有する。
【００９１】
次に、送信する電磁波の強度および送信時間について、説明する。以下、電磁波の一例として、ＳＩＮＣ関数を具体例として説明をおこなう。図３の曲線は、ＳＩＮＣ関数の概形を示す。なお、ＳＩＮＣ関数ｇ（ｔ）は、
ｇ（ｔ）＝ｓｉｎ（ｔ）／ｔ・・・・・（３）
の形式で表現される関数である。このＳＩＮＣ関数の場合、信号の強度は図３における高さＬ₁で表され、送信時間は幅Ｌ₂で表される。なお、ＳＩＮＣ関数は、磁気共鳴映像の撮像で広く用いられる電磁波の波形である。これ以外にも、たとえば、送信する電磁波の波形をガウス関数形としても良い。
【００９２】
次に、フリップ角について、説明する。フリップ角とは、図４に示すように、ＲＦコイル部３から送信された電磁波によって、被検体１２を構成する原子のスピンが傾斜する角度のことである。図４において、中心に配置された球体は被検体１２内部の原子を模式的に示し、球体を貫く矢印は、その原子のスピンの方向を示す。また、静磁場発生部１から原子に印加される静磁場の方向は図４におけるｚ方向とし、ＲＦコイル部３から印加される電磁波の方向はｙ方向とする。最初、原子には静磁場のみが印加されているため、原子のスピンはｚ方向を向いている。これに対して、ｙ方向に共鳴周波数を有する電磁波が送信されることで原子のスピンはｙ方向に角度θだけ傾く。この角度θのことをフリップ角という。核磁気共鳴現象は、送信された電磁波によって傾斜したスピンが元の方向に戻ろうとする際に放出されるＮＭＲ信号に基づいて画像を形成するものであるため、フリップ角の大きさは画像の形成に対して重要な機能を果たす。たとえば、通常の撮像方法では、フリップ角は９０度に設定するが、撮像の高速化を目的としたグラーディエントエコー法によって撮像する場合には、フリップ角を小さな値に設定する必要がある。このように、フリップ角は、撮像方法等に対応して所定の値に設定する必要がある。
【００９３】
送信する電磁波の強度の算出は、次のようにおこなわれる。すなわち、電磁波の強度は過去の撮像において送信した電磁波について、その波形を時間を変数として積分した値に比例する。したがって、積分値に対して比例定数を掛け合わせることにより、電磁波の強度は算出される。しかし、演算部１４においてパラメータ決定のたびに積分計算をおこなうのは煩雑であるため、本実施の形態ではあらかじめ形状係数を記憶部１３に記憶しておき、この形状係数を利用して、電磁波強度を算出する。
【００９４】
形状係数とは、送信する電磁波の波形について、時間に対する積分値を、電磁波の強度および送信時間で除算した値である。たとえば、ＳＩＮＣ関数を例に説明すると、形状係数αは、図３における信号強度である高さＬ₁と送信時間である幅Ｌ₂との積に対する積分値の比で定義され、図３に示す領域Ｂの面積Ｓ_Bから、領域Ｄ、Ｅの面積Ｓ_D、Ｓ_Eを引いた値を領域Ａ、Ｂ、Ｃの面積Ｓ_A、Ｓ_B、Ｓ_Cの和であるＬ₁とＬ₂との乗算値で割ったものである。具体的に形状係数αは次の式で表される。
α＝（Ｓ_B−Ｓ_D−Ｓ_E）／（Ｌ₁＊Ｌ₂）・・・・（４）
【００９５】
本実施の形態において、記憶部１３にはあらかじめ様々な送信波形に対する形状係数が記憶されており、送信する電磁波の波形を選択することにより、その波形に対する形状係数を読み出すことができるものとする。
【００９６】
形状係数を利用して、本実施の形態では演算部１４において、具体的には以下に示す演算をおこなうことで送信電磁波の強度の算出をおこなう。電磁波のパラメータの決定をおこなう際に、撮像者は、操作部１０を介して撮像条件を入力する。この入力した値と、過去の撮像におけるパラメータ情報を基に、
Ｉ＝（Ｉ₀ｔ₀α₀）／（ｔα）＊（θ／θ₀）・・・（５）
の演算をおこなう。ここで、これからおこなう撮像における電磁波の強度をＩ、送信時間をｔ、フリップ角をθ、形状係数をαとし、過去の撮像における電磁波の強度をＩ₀、送信時間をｔ₀、フリップ角をθ₀、形状係数をα₀とする。過去の撮像における電磁波のパラメータ情報は記憶部１３から抽出され、また、こらからおこなうｔ、θ、αについては、操作部１０を介して撮像者が入力するものとするが、ＭＲＩ装置が自動的に決定するものとしても良い。
【００９７】
次に、本実施の形態にかかるＭＲＩ装置を用いて磁気共鳴映像を撮像する方法について説明する。磁気共鳴映像を撮像する方法は、大きく分けて、撮像に用いる送信電磁波のパラメータを決定する工程と、決定されたパラメータを有する電磁波を送信して磁気共鳴映像を撮像する工程とからなる。
【００９８】
まず、送信電磁波のパラメータ決定の方法について説明する。図５は、本実施の形態にかかるＭＲＩ装置において、ＲＦコイル部３から送信する電磁波のパラメータの決定方法を示すフローチャートである。以下、図５を参照してパラメータの決定方法について、説明する。
【００９９】
最初に、被検体１２に対する最初の撮像か否かの判定をおこなう（ステップＳ１０１）。同一の対象について、ＭＲＩ装置による撮像を過去におこなっている場合には記憶部１３に記憶されたパラメータ情報を有効活用することができるため、次のステップＳ１０３へと移行する。一方、被検体１２に対して最初の撮像である場合は、被検体１２の撮像において、パラメータ情報を利用することができないため、従来通りの方法によりパラメータの決定をおこなう（ステップＳ１０２）。
【０１００】
そして、被検体１２について、過去の撮像の際と同一の送信用コイルを用いているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。過去の撮像の際と同一の送信用コイルを用いていた場合、記憶部１３に記憶されたパラメータ情報を有効に活用できるため、次のステップＳ１０４へと移行する。一方、送信用コイルが異なっている場合、コイルの特性などを考慮して送信する電磁波のパラメータを決定する必要があり、従来の方法でパラメータの決定をおこなうために、ステップＳ１０２に移行する。
【０１０１】
そして、被検体１２を積載しているテーブルの移動量が規定値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。テーブルの移動量が数ｃｍ程度の移動であれば、被検体１２のうち、実際に電磁波が照射される領域は同一と見なすことができるため、過去の撮像に関するパラメータ情報を有効活用することができるためである。規定値は、ＭＲＩ装置および被検体１２の特性に応じて決定する必要があるが、本実施の形態においては５ｃｍであるとする。一方、テーブルの移動量が大きい場合には、送信部５から送信する電磁波が照射される領域が変更されてしまうため、過去のパラメータ情報を用いることができない。したがって、テーブルの移動量が規定値を超えた場合には、ステップＳ１０２に移行する。
【０１０２】
その後、被検体１２について、過去に撮像した時刻からの経過時間が規定時間を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。一般に、温度が変化した場合には原子の共鳴周波数も変化することから電磁波のパラメータも変化させる必要があるのに対して、短い時間の間であれば、特に被検体１２の温度が変化することもなく、過去のパラメータ情報を活用できるためである。一方、過去の撮像終了から長時間が経過した場合、特に被検体１２が人体である場合には、被検体１２の温度が変化する可能性が高く、改めて従来の方法で中心周波数の決定をやり直す必要がある（ステップＳ１１１）。
【０１０３】
以後、本ステップＳ１０５までの条件を満たした過去の撮像におけるパラメータ情報を、以後のステップにおいて基準の情報として用いる。したがって、以下の説明において特に断らない限り、パラメータ情報とは本ステップまでの条件を満たした過去の撮像に関する情報とする。
【０１０４】
そして、水成分における水素原子の共鳴周波数ω_w、脂肪成分における水素原子の共鳴周波数ω_fもしくはそれらの平均値ω_cのうち、いずれの位置に対して中心周波数を設定するかを決定する（ステップＳ１０６）。撮像の目的によって中心周波数を設定する位置を変化させる必要があるためである。なお、本ステップにおける中心周波数設定の位置の決定は、ＭＲＩ装置で自動的におこなうこととしても良く、また、どの位置に設定するかを撮像者が操作部１０を介してＭＲＩ装置に入力するものであっても良い。
【０１０５】
その後、中心周波数を設定する位置に応じて、演算部１４は、中心周波数を算出する（ステップＳ１０７）。上述したように、記憶部１３は共鳴周波数における差分値を記憶している。したがって、演算部１４は、差分値を抽出し、中心周波数を設定する位置の情報に応じて式（１）、（２）を用いて中心周波数を算出する。
【０１０６】
そして、演算部１４は、送信する電磁波の強度Ｉを算出する（ステップＳ１０８）。上述のように、パラメータ情報から、ｔ₀、θ₀、α₀を抽出し、操作部１０を介してＩ、ｔ、θ、αを入力した上で、演算部１４で式（５）に示す演算をおこなうことで、送信する電磁波の強度Ｉを算出する。なお、操作部１０を介した入力は、上記の値を直接入力しても良いが、あらかじめ何通りかのパターンを記憶部１３に記憶しておき、撮像者が、その中の任意のパターンを選択することで直接入力に変えても良い。
【０１０７】
その後、受信ゲインの変更を行う（ステップＳ１０９）。なお、本ステップはあらゆる撮像においておこなうというものではなく、後述するスライス厚や、時間ＴＲ、ＴＥ、マトリックスもしくはスキャン方法が過去の撮像から変更された場合についてのみおこなえばよい。したがって、中心周波数の変更のみが過去の撮像と異なるような場合では、本ステップによって受信ゲインを変更する必要はない。
【０１０８】
そして、必要に応じて位相の補正をおこなう（ステップＳ１１０）。なお、本ステップについても、あらゆる撮像についておこなうというものではなく、たとえば、ＦＳＥ法や、ＥＰＩ法のような特殊な撮像方法が選択され、電磁波のパラメータが完全に同一でない場合におこなう必要がある。したがって、電磁波のパラメータが完全に一致する場合などでは、本ステップにおける位相補正をおこなう必要はない。
【０１０９】
以上で、ＲＦコイル部３から被検体１２に対して送信する電磁波のパラメータの決定は終了する。なお、決定されたパラメータの値は、記憶部１３に記憶され、実際の磁気共鳴画像の撮像に用いられるとともに、次回以降の撮像におけるパラメータ決定をするためのパラメータ情報として活用される。
【０１１０】
次に、上記のパラメータ決定方法によって決定されたパラメータを有する電磁波を送信して磁気共鳴映像を撮像する方法について、説明する。図６は、本実施の形態において、磁気共鳴映像の撮像方法を示すフローチャートである。
【０１１１】
まず、勾配コイル部２がスライス方向に勾配磁場を印加するとともに、ＲＦコイル部３は被検体１２に対して電磁波を照射する（ステップＳ２０１）。スライス方向に勾配磁場を印加することにより、被検体１２は、共鳴周波数が異なり、法線がスライス方向と一致する多数のスライスに分割される。そして、任意のスライスについての共鳴周波数と同一周波数の高周波パルスからなる電磁波を被検体１２に送信することで、所望のスライスに含まれる原子のスピンのみを励起することができ、原子の位置に関して、スライス方向の座標について特定することができる。
【０１１２】
そして、勾配コイル部２は、被検体１２に対して位相勾配磁場を印加する（ステップＳ２０２）。位相勾配磁場を印加することにより、ステップＳ２０１において選択されたスライス中に存在する原子から放出される電磁波の位相が、位相勾配磁場の分布にしたがって異なるものとなる。具体的には、スライスは、位相方向を短手方向とした複数の短冊に分割され、異なる短冊に属する原子からは、異なる位相の電磁波が放出される。したがって、本ステップ終了時点において電磁波を放出する原子の位置は、スライス方向の座標および位相方向の座標について特定できることとなる。
【０１１３】
そして、勾配コイル部２によって周波数勾配磁場を印加しながら、被検体１２を構成する原子から放出されるＮＭＲ信号を、ＲＦコイル部３によって受信する（ステップＳ２０３）。周波数方向に勾配磁場を印加することにより、ＲＦコイル部３は、周波数方向に沿って異なる周波数のＮＭＲ信号を受信することができる。したがって、ＮＭＲ信号を放出する原子に関して、周波数方向の座標を特定することができ、ステップＳ２０１〜Ｓ２０２とあわせて、ＮＭＲ信号を放出する原子の位置が完全に特定される。そして、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３の走査を位相方向のマトリックス数だけ繰り返し実施し、２次元のデータセットを得る。
【０１１４】
その後、２次元データセットについて２次元高速フーリエ変換をおこない、周波数に関するデータを得る（ステップＳ２０４）。被検体１２を構成する原子から放出された電磁波の周波数は、原子の位置によって異なるため、周波数のデータから特定の原子の分布を知ることができる。
【０１１５】
そして、ステップＳ１０５で得たデータの強度を輝度値に変換し（ステップＳ２０５）、画像として出力する（ステップＳ２０６）。出力の態様は、スライスごとに２次元的に表示するものであっても、撮影対象物８について内部構造が分かるように、各部を半透明な構造で３次元的に表示するものであっても良い。また、出力の方法に関しても、モニタに出力するものであっても、プリントアウトされるものであっても良い。以上で本実施の形態にかかるＭＲＩ装置による撮像は終了する。
【０１１６】
本実施の形態におけるパラメータ決定の方法によれば、過去の撮像において送信した電磁波の情報を有効に活用することで、あらゆる撮像において最初から従来の方法でスキャンをやり直すことなく、所定の演算をおこなうことでパラメータの決定が終了する。しかも、おこなう演算の内容も、上述の式の通り、単純であるため、迅速にパラメータを決定することができる。
【０１１７】
また、静磁場の均一化に関して、上述のステップＳ１０１、Ｓ１０３〜Ｓ１０５の要件を満たした場合には静磁場の均一化のための作業は一切必要ない。同一被検体１２の同一部位に対して、同一温度であるような場合には、静磁場の均一性の乱れは存在しないか、あるいは存在しても撮像に関してほとんど影響を与えないためである。したがって、撮像に要する時間を大幅に削減することが可能となる。
【０１１８】
また、本実施の形態におけるパラメータ決定の方法によれば、同一被検体１２の同一部位に対して、異なる撮像方法で撮影する場合には、送信する電磁波のパラメータは、特殊な撮像方法でない限り同一の値となる。撮像方法以外の条件はすべて同一であるため、撮像方法の違いによって取得される画像がどのように異なるのかを客観的に調べることが可能となる。
【０１１９】
以上、本発明を上述の実施の形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述および図面は、この発明を限定するものではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかである。たとえば、本実施の形態においては、パラメータの決定をすべて上記の方法でおこなうものとしたが、送信する電磁波のパラメータ決定に際して、通常の方法と上記の方法のいずれかを選択できるようにしても良い。たとえば、同一被検体１２を撮像する場合であっても、過去の撮像で良好な画像を得ることができなかった場合がある。その際に、過去の撮像におけるパラメータと異なる値で撮像する目的で、改めて従来通りの方法でパラメータの決定をおこなうという選択ができる。
【０１２０】
また、本実施の形態におけるステップＳ１０４は、撮像部位の変更がなされたか否かを判断することを本質とする。したがって、撮像部位の変更を検知する手段が別途存在する場合は、ステップＳ１０４の工程を変更して撮像部位の変更を検知しても良い。たとえば、ＭＲＩ装置が、被検体１２を移動させる構造ではなく、ＲＦコイル部３を移動させることによって撮像部位の変更を行う構造としているのであれば、ＲＦコイル部３の移動量を検知することで本ステップを代替することができる。また、ステップＳ１０３についても、ＲＦコイル部３が単一のコイルのみを使用する場合には、コイルの変更をおこなう場合があり得ないため、省略することが可能である。
【０１２１】
さらに、ステップＳ１０５についても、その趣旨は温度変化による共鳴周波数の変動がパラメータ決定に影響を及ぼすことを避ける趣旨であるため、同様の趣旨の工程に置き換えることは可能である。ステップＳ１０５は、経過時間により温度変化を推定するメカニズムであるのに対し、たとえば、直接に撮像部位の内部温度を測定することができれば、より信頼性の高い判定が可能である。また、表面温度等から内部温度を推定することが可能であれば、表面温度の変化を測定し、温度変化が所定範囲内に収まっているか否かの判定によって本ステップに変えることができる。
【０１２２】
また、パラメータ決定の各ステップにおける判定においては、撮像者が判断をおこなって、判断の結果を操作部１０を介して入力する仕組みとしてもよいし、ＭＲＩ装置が自動的に判定する仕組みとしても良い。たとえば、ステップＳ１０５においては、撮像者が目視でテーブルの移動量を検知しても良いし、ＭＲＩ装置に移動量検知手段をあらかじめ具備させて自動的に検出するものとしても良い。
【０１２３】
また、ステップＳ１０４における移動量や、ステップＳ１０５における経過時間についての規定値は、上述の値に限定されるものではない。この規定値は、ＭＲＩ装置および被検体１２の特性に応じて決定されるものであり、装置ごともしくは被検体１２の種類ごとに異なったものとしても良い。さらに、たとえば、ステップＳ１０４において、移動量が４ｃｍ未満ならステップＳ１０５に移行し、移動量が４ｃｍ以上６ｃｍ以下なら警告メッセージを表示部１１に出力して、ステップＳ１０５へ移行するか、ステップＳ１０２へ移行するか選択できるようにしても良い。この場合、撮像者の経験に基づいた判断も可能となるため、さらに適切なパラメータ決定をおこなうことができる。
【０１２４】
さらに、本実施の形態では中心周波数を水分子中の水素原子、脂肪分子中の水素原子、およびこれらの平均値に対して設定するものとしているが、これら以外の水素原子について中心周波数を設定するものについても、同様のメカニズムでパラメータ決定が可能である。また、本実施の形態は水素原子に注目しているが、別に水素原子に限定せずに、他の核種の原子の共鳴周波数に基づいて中心周波数の設定をおこなっても良い。
【０１２５】
さらに、図１において、制御部９、操作部１０、表示部１１、記憶部１３、演算部１４をそれぞれ別個の構成要素として表現しているが、これらの機能をすべて具備するコンピュータで代用することとしても良いし、コンピュータからＭＲＩ装置内部に設けられた制御部に対して指令を送る構造としても良い。
【０１２６】
また、上記のパラメータ決定方法について、操作部１０を通じて撮像者が手動でおこなうこととしても良いが、より望ましい形態としては、上記のパラメータ決定をおこなうプログラムを記憶部１３に格納しておき、プログラムを実行することで自動的にパラメータ決定をおこなうこととしても良い。プログラムで自動的にパラメータ決定をおこなう場合、撮像者の負担を軽減することができ、またパラメータ決定に要する時間をさらに軽減することができる。
【０１２７】
さらに、被検体１２は、図１では人体として示されているが、必ずしもこれに限定されない。それと対応して、本実施の形態にかかるＭＲＩ装置は、医療目的に限定されず、たとえば、物質の内部構造を調べるための非破壊検査を目的としてもよい。その他、本実施の形態にかかるＭＲＩ装置は、内部の構造を示す磁気共鳴映像を撮像する行為全般に使用することが可能である。
【０１２８】
【発明の効果】
上述してきたように、第１の観点にかかる発明によれば、記憶手段が過去の撮像において送信した電磁波の中心周波数を記憶しておくことによって、この中心周波数に基づいて、これからおこなう撮像において送信する電磁波の中心周波数を算出することとしたため、中心周波数の決定に要する時間を大幅に短縮することができるという効果を奏する。
【０１２９】
また、第２の観点にかかる発明によれば、記憶手段が記憶している過去におこなった撮像において送信した電磁波のパラメータ情報に基づいて、これからおこなう撮像において送信する電磁波の強度を算出することとしたため、電磁波の送信強度の決定に要する時間を大幅に短縮することができるという効果を奏する。
【０１３０】
また、第３の観点にかかる発明によれば、パラメータ情報が、過去におこなった撮像において送信した電磁波の中心周波数、送信した電磁波の強度を含むこととしたため、パラメータ情報を活用して中心周波数および電磁波の強度を算出することができるという効果を奏する。
【０１３１】
また、第４の観点にかかる発明によれば、第１の算出手段における算出を具体的に規定することで中心周波数の算出をおこなうことができるという効果を奏する。
【０１３２】
また、第５の観点にかかる発明によれば、脂肪分子に含まれる水素原子の共鳴周波数と、水分子に含まれる水素原子の共鳴周波数は異なるが、その差分値は一定であるため、過去の撮像の際に送信した電磁波の中心周波数に対して差分値を演算することで送信する電磁波の中心周波数を算出することができるという効果を奏する。
【０１３３】
また、第６の観点にかかる発明によれば、前記送信強度を過去に送信した電磁波の波形に関する積分値に比例した値とすることで、過去の撮像において送信した電磁波のパラメータ情報を有効に活用して送信強度を算出することができるという効果を奏する。
【０１３４】
また、第７の観点にかかる発明によれば、積分値を過去に送信した電磁波の送信強度と、送信時間と、形状係数を乗算して求めることとしたため、実際に積分計算をおこなうよりも、信号強度の演算を迅速におこなうことができるという効果を奏する。
【０１３５】
また、第８の観点にかかる発明によれば、送信強度を求める演算を具体的に規定することとしたため、第２の算出手段が送信強度を算出することができるという効果を奏する。
【０１３６】
また、第９の観点にかかる発明によれば、過去の撮像と、これからおこなう撮像とが同一撮像領域に関するものかを同一性判断手段が判断することとしたため、過去の複数の撮像に関するパラメータ情報から有益なものを選択することができるという効果を奏する。
【０１３７】
また、第１０の観点にかかる発明によれば、撮像領域の同一性を被検体の同一性と、同一被検体における撮像領域の同一性によって判断することとしたため、撮像領域の同一性をより厳密に判断することができるという効果を奏する。
【０１３８】
また、第１１の観点にかかる発明によれば、被検体における撮像領域の同一性を、送信部の同一性と、送信部に対する被検体の相対的な移動量によって判断することとしたため、同一被検体における撮像領域の同一性を迅速に判断することができるという効果を奏する。
【０１３９】
また、第１２の観点にかかる発明によれば、具体的に判断基準を規定することで、画一的に、同一被検体における撮像領域の同一性を判断することができるという効果を奏する。
【０１４０】
また、第１３の観点にかかる発明によれば、一定時間経過した場合には所定の温度変化をしたものと推定することで、温度変化量の測定を容易におこなうことができるという効果を奏する。
【０１４１】
また、第１４の観点にかかる発明によれば、温度変化量の判断基準を具体的に規定したため、画一的で、迅速な温度変化量の検知をおこなうことができるという効果を奏する。
【０１４２】
また、第１５の観点にかかる発明によれば、過去におこなった撮像の際の電磁波の中心周波数に基づいて中心周波数を算出することとしたため、従来の試験的スキャンによって中心周波数を決定するよりも、迅速に中心周波数を決定することができるという効果を奏する。
【０１４３】
また、第１６の観点にかかる発明によれば、過去に送信した電磁波に関する情報であるパラメータ情報を用いて送信強度を算出することとしたため、従来の試験的スキャンによって送信強度を決定するよりも、迅速に送信強度を決定することができるという効果を奏する。
【０１４４】
また、第１７の観点にかかる発明によれば、パラメータ情報を、過去に送信した電磁波の中心周波数、送信強度を含むこととしたため、パラメータ情報を活用して中心周波数および電磁波の送信強度を算出することができるという効果を奏する。
【０１４５】
また、第１８の観点にかかる発明によれば、中心周波数の算出を具体的に規定することで中心周波数算出工程を容易におこなうことができるという効果を奏する。
【０１４６】
また、第１９の観点にかかる発明によれば、脂肪分子に含まれる水素原子の共鳴周波数と、水分子に含まれる水素原子の共鳴周波数は異なるが、その差分値は一定であるため、過去の撮像の際に送信した電磁波の中心周波数に対して差分値を演算することで送信する電磁波の中心周波数を算出することができるという効果を奏する。
【０１４７】
また、第２０の観点にかかる発明によれば、前記送信強度を過去に送信した電磁波の波形に関する積分値に比例した値とすることで、過去の撮像において送信した電磁波のパラメータ情報を有効に活用して送信強度を算出することができるという効果を奏する。
【０１４８】
また、第２１の観点にかかる発明によれば、積分値を過去に送信した電磁波の送信強度と、送信時間と、形状係数を乗算して求めることとしたため、実際に積分計算をおこなうよりも、信号強度の演算を迅速におこなうことができるという効果を奏する。
【０１４９】
また、第２２の観点にかかる発明によれば、送信強度を求める演算を具体的に規定することとしたため、第２の算出手段が送信強度を算出することができるという効果を奏する。
【０１５０】
また、第２２の観点にかかる発明によれば、過去の撮像と、これからおこなう撮像とが同一撮像領域に関するものかを同一性判断工程において判断することとしたため、過去の複数の撮像に関するパラメータ情報から有益なものを選択することができるという効果を奏する。
【０１５１】
また、第２３の観点にかかる発明によれば、過去の撮像と、これからおこなう撮像とが同一撮像領域に関するものかを同一性判断工程において判断し、温度変化量についても判断することとしたため、過去の複数の撮像に関するパラメータ情報から有益なものを選択することができるという効果を奏する。
【０１５２】
また、第２４の観点にかかる発明によれば、撮像領域の同一性を被検体の同一性と、その被検体における撮像部位の同一性によって判断することとしたため、撮像箇所の同一性をより厳密に判断することができるという効果を奏する。
【０１５３】
また、第２５の観点にかかる発明によれば、同一被検体における撮像領域の同一性を、送信部の同一性と、送信部に対する被検体の相対的な移動量によって判断することとしたため、同一被検体における撮像領域の同一性を迅速に判断することができるという効果を奏する。
【０１５４】
また、第２６の観点にかかる発明によれば、温度変化量の判断基準を具体的に規定したため、画一的で、迅速な温度変化量の検知をおこなうことができるという効果を奏する。
【０１５５】
また、第２７の観点にかかる発明によれば、一定時間経過した場合には所定の温度変化をしたものと推定することで、温度変化量の検知を容易におこなうことができるという効果を奏する。
【０１５６】
また、第２８の観点にかかる発明によれば、温度変化量の判断基準を具体的に規定したため、画一的で、迅速な温度変化量の検知をおこなうことができるという効果を奏する。
【０１５７】
また、第２９の観点にかかる発明によれば、上記のＭＲイメージング方法をコンピュータ上で実行するプログラムとすることで、上記したＭＲイメージング方法をコンピュータ上で自動的におこなうことができるため、迅速に中心周波数の算出および送信強度の算出をおこなうことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態にかかるＭＲＩ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】中心周波数の設定の違いによって得られるスペクトルの相違について示すグラフであり、（ａ）は、中心周波数をω_fに設定した場合であり、（ｂ）は、ω_wに設定した場合であり、（ｃ）は、中間に設定した場合のグラフである。
【図３】送信する電磁波の一例であるＳＩＮＣ関数の波形を示すグラフである。
【図４】フリップ角について説明するための図である。
【図５】送信する電磁波のパラメータの決定方法を示すフローチャートである。
【図６】磁気共鳴映像を撮像する方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１静磁場発生部
２勾配コイル部
３ＲＦコイル部
４勾配駆動部
５送信部
６受信部
７アナログ・ディジタル変換部
９制御部
１０操作部
１１表示部
１３記憶部
１４演算部

Claims

被検体を載置する空間に静磁場を発生させる静磁場発生部と、勾配磁場を印加する勾配磁場発生部と、前記被検体の所定の撮像領域に対して電磁波を送信する送信部と、前記撮像領域からのＮＭＲ信号を受信する受信部とを備えたＭＲＩ装置であって、
過去におこなった撮像の際に送信した電磁波の中心周波数、電磁波の強度および電磁波を送信した時間である送信時間についての情報を含む電磁波のパラメータについての情報であるパラメータ情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶した中心周波数に基づいて送信する電磁波の中心周波数を算出する第１の算出手段と、
前記記憶したパラメータ情報に基づいて送信する電磁波の強度を算出する第２の算出手段と、
前記算出した中心周波数および送信強度を有する電磁波を送信するように前記送信部を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするＭＲＩ装置。
前記第１の算出手段は、前記パラメータ情報に含まれる中心周波数を抽出して、該中心周波数に対して所定数値を加算または減算することによって前記算出した中心周波数を得ることを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩ装置。
前記所定数値は、脂肪分子に含まれる水素原子の共鳴周波数と、水分子に含まれる水素原子の共鳴周波数との差分値に基づいて得られる値であることを特徴とする請求項２に記載のＭＲＩ装置。
前記算出した送信強度は、前記過去におこなった撮像の際に送信した電磁波における波形の時間変数に関する積分値に比例した値であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のＭＲＩ装置。
前記記憶手段は、所定強度を有し所定の送信時間を有する電磁波の波形の積分値である形状係数をさらに記憶し、
前記積分値は、前記過去におこなった撮像において送信した電磁波の送信強度と、送信時間と、前記形状係数との乗算値から得られる値であることを特徴とする請求項４に記載のＭＲＩ装置。
前記記憶手段は、前記過去におこなった撮像におけるフリップ角をさらに記憶し、
前記第２の算出手段は、前記積分値を電磁波の送信時間、形状係数および前記過去におこなった撮像におけるフリップ角によって除算し、さらにこれからおこなう撮像におけるフリップ角を乗算することで前記算出した送信強度を得ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のＭＲＩ装置。
前記撮像領域が前記過去におこなった撮像における撮像領域と同一であるか否かを判断する同一性判断手段と、
前記撮像領域が同一の場合に前記過去におこなった撮像時からの前記撮像領域の温度変化量を検知する温度測定手段と、をさらに備え、
前記撮像領域が同一であると判断され、前記温度変化量が所定値以下であると判断された場合に、前記第１の算出手段が送信する電磁波の中心周波数を算出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のＭＲＩ装置。
前記同一性判断手段は、被検体の同一性と該被検体における撮像領域の同一性とによって前記撮像領域の同一性を判断することを特徴とする請求項７に記載のＭＲＩ装置。
前記同一性判断手段は、電磁波を送信する前記送信部の同一性と前記送信部に対する前記被検体の移動量とに基づいて前記被検体における撮像領域の同一性を判断することを特徴とする請求項７または８に記載のＭＲＩ装置。
前記同一性判断手段は、前記送信部が同一であって前記移動量が５ｃｍ以下である場合に前記被検体における撮像領域が同一であると判断することを特徴とする請求項９に記載のＭＲＩ装置。
前記温度測定手段は、前記過去におこなった撮像から経過した時間に基づいて温度変化量を推定することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一つに記載のＭＲＩ装置。
前記温度測定手段は、前記過去におこなった撮像から経過した時間が５分以下である場合に前記温度変化量が所定値以下であると判断することを特徴とする請求項１１に記載のＭＲＩ装置。