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磁気共鳴画像化装置、磁気共鳴画像化方法、演算処理プログラム及びそれを記録した情報記録媒体 コモンズ

国内特許コード P110005220
整理番号 P05-014
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2006-132702
公開番号 特開2007-301159
登録番号 特許第4923243号
出願日 平成18年5月11日(2006.5.11)
公開日 平成19年11月22日(2007.11.22)
登録日 平成24年2月17日(2012.2.17)
発明者
  • 伊藤 聡志
  • 山田 芳文
出願人
  • 国立大学法人宇都宮大学
発明の名称 磁気共鳴画像化装置、磁気共鳴画像化方法、演算処理プログラム及びそれを記録した情報記録媒体 コモンズ
発明の概要

【課題】エイリアシングによる折り返しアーチファクトを防止する磁気共鳴画像化装置などを提供する。
【解決手段】MRI装置100は、静磁界に磁界強度が線形に変化する線形勾配の勾配磁界と特徴磁界とが重畳された重畳磁界において、被検体10に高周波磁界を印加し、当該高周波磁界の印加により被検体10内の原子核とのエネルギーの吸収共鳴によって生ずる核磁気共鳴交番磁界を受信して誘導電圧を検出し、特徴磁界を発生させて位相エンコード方向の勾配磁界を印加する毎にエコー信号を順次取得する。また、このMRI装置100は、取得されたエコー信号から構成される測定データを構成させ、当該測定データに対して、撮像パラメータに基づいて逆フレネル変換を行うことによって、当該パラメータとして設定された画像サイズ係数αにて被検体10における所望の検査部位の画像化を行うようになっている。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


近年、磁気共鳴画像法(MRI:Magnetic Resonance Imaging)を用いた画像化装置(以下、「MRI装置」という。)は、観察部位の断層像などの画像を撮像するものとして知られている。このMRI装置は、被検体の主な構成物質である例えばプロトンすなわち水素原子核の核磁気共鳴(NMR:nuclear magnetic resonance)現象を用いて被検体から発生する核磁気共鳴信号を検出するようになっており、検出された核磁気共鳴信号に位置情報を加え、信号の強度分布を画像化するようになっている。



具体的には、このようなMRI装置では、静磁界が発生された装置内に被検体を載置し、当該被検体内の組織を構成する原子核の原子核スピンに対して、静磁界の強さによって定まる周波数(ラーモア周波数)にて静磁界方向を軸として歳差運動を行わせるようになっている。また、このMRI装置は、このラーモア周波数と等しい周波数の高周波パルスを、被検体に対して照射してスピンを励起こさせ、高いエネルギー状態に遷移させるようになっている。そして、このMRI装置は、スピンを励起こさせた後に、高周波パルスの照射を停止し、各スピンがそれぞれの状態に応じた時定数にて低いエネルギー状態に戻る際に外部に放出する電磁波を、この周波数に同調した高周波受信コイルによって検出するようになっており、当該受信コイルにより受信する際に、三軸方向の勾配磁界を静磁界空間に印加することによって空間内の位置情報を周波数情報として取得するようになっている。



特に、このようなMRI装置においては、位置情報を得るために、スピンエコー(SE)法または勾配エコー(グラディエントエコー(GRE))法など各種の高周波パルスの照射および勾配磁界の印加のレベルやタイミング、すなわち、パルスシーケンスを用いるようになっており、これらのパルスシーケンスとともに磁界の強度が空間座標に比例して変化する線形勾配磁界を用いて被検体のスピン密度分布関数のフーリエ変換式で記述可能な信号を検出し、検出された信号に対して逆フーリエ変換などの画像再構成演算を行うことによって被検体の画像化を行うようになっている。



一方、静磁界空間内にさらに磁界強度が非線形に変化する非線形勾配の特徴磁界を発生させ、被検体から放出される核磁気共鳴信号に基づいて画像再構成演算を行うMRI装置も知られている。



このMRI装置は、特徴磁界を発生させて被検体内部の局所的な核磁化の位相を空間的に非線形に符号化するようになっており、比較的弱い磁界強度の非線形勾配の磁界を用いて被検体内全領域の情報を時間効率よく画像化するためのデータを取得することができるようになっている(例えば、特許文献1を参照)。

【特許文献1】特公平2-63009号公報

産業上の利用分野


本発明は、磁気共鳴画像法(MRI:Magnetic Resonance Imaging)を用いた画像化装置の技術分野に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
被検体に所定の磁界を印加して当該被検体の組織を構成する原子の原子核に磁気共鳴を生じさせ、前記被検体内部の局所的な核磁化の位相を空間的に非線形に符号化して当該被検体内部の画像を再構成する磁気共鳴画像化装置であって、
前記被検体が載置される空間内に、均一な静磁界および線形勾配を有する勾配磁界を少なくとも含む前記所定の磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記原子の原子核に磁気共鳴を生じさせる高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段と、
前記磁気共鳴を生じさせて前記原子核のスピンにおける位相を2次関数状に変調させるとともに当該位相を空間的に非線形に符号化するため、前記磁界発生手段および前記高周波パルス発生手段を所定のシーケンスにて動作制御させる制御手段と、
前記所定のシーケンスにしたがって前記被検体から放出される核磁気共鳴信号を受信し、所定のデータに符号化する受信手段と、
前記符号化されたデータに基づいて前記被検体内部の画像を再構成する画像再構成演算を行う処理手段と、
を備え、
前記処理手段が、(1)前記符号化されたデータに対して、前記原子核の位相を2次関数状に変調させるための磁界強度に関する値、前記原子核固有の定数および再構成される画像サイズを定めるための値から構成されたパラメータに基づいて、所定の位相変調を施しつつ、フーリエ変換を実行し、(2)前記フーリエ変換されたデータに対して所定の位相変調と係数を与えつつ逆フーリエ変換を実行し、逆フレネル変換を行うことによって前記画像再構成演算を行うことを特徴とする磁気共鳴画像化装置。

【請求項2】
請求項1に記載の磁気共鳴画像化装置において、
前記磁界発生手段が、
前記被検体が載置される空間内に静磁界を発生させる静磁界発生回路と、
前記空間内に勾配磁界を発生させる勾配磁界発生回路と、
前記空間内に磁界強度が非線形に変化する非線形勾配であって、前記被検体内の原子核のスピンの位相を拡散させるために使用する2次関数状に強度が変化する特徴磁界を発生させる特徴磁界発生回路と、
を有し、
前記処理手段が、前記パラメータを構成する前記磁界強度に関する値として前記特徴磁界を印加する際の時間を用いて前記符号化されたデータに対して前記画像再構成演算を行うことを特徴とする磁気共鳴画像化装置。

【請求項3】
請求項1に記載の磁気共鳴画像化装置において、
前記磁界発生手段が、
被検体が載置される空間内に静磁界を発生させる静磁界発生回路と、
前記空間内に勾配磁界を発生させる勾配磁界発生回路と、
を有し、
前記高周波パルス発生手段が、前記勾配磁界に対して2次の位相変調を与える前記高周波パルスを発生させるとともに、
前記処理手段が、前記パラメータを構成する前記磁界強度に関する値として前記勾配磁界の強度を用いて前記符号化されたデータに対して前記画像再構成演算を行うことを特徴とする磁気共鳴画像化装置。

【請求項4】
請求項1乃至3の何れか一項に記載の磁気共鳴画像化装置において、
前記処理手段が、前記符号化されたデータに対して前記位相変調および前記画像サイズを定めるための値を逆数として用いた前記パラメータに基づく前記フーリエ変換を行うとともに、前記フーリエ変換されたデータに対して前記逆フーリエ変換を繰り返すことによって、前記画像再構成演算を行うことを特徴とする磁気共鳴画像化装置。

【請求項5】
被検体に所定の磁界を印加して当該被検体の組織を構成する原子の原子核に磁気共鳴を生じさせ、前記被検体内部の局所的な核磁化の位相を空間的に非線形に符号化して当該被検体内部の画像を再構成する磁気共鳴画像化方法であって、
前記被検体が載置される空間内に、均一な静磁界および線形勾配を有する勾配磁界を少なくとも含む前記所定の磁界を発生させる磁界発生工程と、
前記原子の原子核に磁気共鳴を生じさせる高周波パルスを発生する高周波パルス発生工程と、
前記磁気共鳴を生じさせて前記原子核のスピンにおける位相を2次関数状に変調させるとともに当該位相を空間的に非線形に符号化するため、前記静磁界、前記勾配磁界および前記高周波パルスを所定のシーケンスにて動作制御させる制御工程と、
前記所定のシーケンスにしたがって前記被検体から放出される核磁気共鳴信号を受信し、所定のデータに符号化する受信工程と、
前記符号化されたデータに基づいて前記被検体内部の画像を再構成する画像再構成演算を行う処理工程と、
を含み、
前記被検体内部の画像を再構成する際に、(1)前記符号化されたデータに対して、前記原子核の位相を2次関数状に変調させるための磁界強度に関する値、前記原子核固有の定数および再構成される画像サイズを定めるための値から構成されたパラメータに基づいて、所定の位相変調を施しつつ、フーリエ変換を実行し、(2)前記フーリエ変換されたデータに対して所定の位相変調と係数を与えつつ逆フーリエ変換を実行し、逆フレネル変換を行うことによって前記画像再構成演算を行うことを特徴とする磁気共鳴画像化方法。

【請求項6】
被検体に所定の磁界を印加して当該被検体の組織を構成する原子の原子核に磁気共鳴を生じさせ、前記被検体内部の局所的な核磁化の位相を空間的に非線形に符号化して当該被検体内部の画像を再構成する磁気共鳴画像化装置であって、前記被検体が載置される空間内に、均一な静磁界および線形勾配を有する勾配磁界を少なくとも含む前記所定の磁界を発生させる磁界発生手段と、前記原子の原子核に磁気共鳴を生じさせる高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段と、前記磁気共鳴を生じさせて前記原子核のスピンにおける位相を2次関数状に変調させるとともに当該位相を空間的に非線形に符号化するため、前記磁界発生手段および前記高周波パルス発生手段を所定のシーケンスにて動作制御させる制御手段と、を備え、コンピュータによって前記所定のシーケンスにしたがって前記被検体から放出される核磁気共鳴信号を受信し、所定のデータに符号化して前記被検体内部の画像を再構成する画像再構成演算を行う前記磁気共鳴画像化装置において、
前記コンピュータを、
前記所定のシーケンスにしたがって前記被検体から放出される核磁気共鳴信号を受信し、所定のデータに符号化して取得する取得手段、
前記符号化されたデータに基づいて前記被検体内部の画像を再構成する画像再構成演算を行う演算手段、
前記画像再構成演算を行うことによって画像データを生成して出力する出力手段、
として機能させるとともに、
前記演算手段としては、前記被検体内部の画像を再構成する際に、(1)前記符号化されたデータに対して、当該原子核のスピンにおける位相を変調させる位相変調を施しつつ、前記原子核の位相を2次関数状に変調させるための磁界強度に関する値、前記原子核固有の定数および再構成される画像サイズを定めるための値から構成されたパラメータに基づくフーリエ変換を実行し、(2)前記フーリエ変換されたデータに対して所定の位相変調と係数を与えつつ逆フーリエ変換を実行し、逆フレネル変換を行うことによって前記画像再構成演算を行うことを特徴とする演算処理プログラム。

【請求項7】
コンピュータに読み取り可能な情報記憶媒体であって、請求項6に記載の演算処理プログラムを記憶したことを特徴とする情報記憶媒体。
産業区分
  • 治療衛生
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006132702thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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