專(zhuān)利名稱(chēng)：磁共振成像裝置以及磁共振成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及利用拉莫爾頻率的高頻(RF 射頻)信號(hào)磁激勵(lì)被檢體 的原子核自旋，并且根據(jù)伴隨該激勵(lì)產(chǎn)生的核磁共振(NMR)信號(hào)重構(gòu)圖像的磁共振成像 (MRI)裝置。另外，本發(fā)明的實(shí)施方式還涉及用于在磁共振成像裝置和磁共振成像方法中得 到期望的RF輸出波形的技術(shù)。
背景技術(shù)：
磁共振成像是利用拉莫爾頻率的RF信號(hào)磁激勵(lì)放置于靜磁場(chǎng)中的被檢體的原子 核自旋，根據(jù)伴隨該激勵(lì)產(chǎn)生的MR信號(hào)來(lái)重構(gòu)圖像的攝像法。在該磁共振成像領(lǐng)域中，有控制RF發(fā)送脈沖的波形的技術(shù)。例如有使得FSE (fast spin echo，快速自旋回波)序列的再聚焦(refocus)角度可變的VFA(variable flip angle，可變翻轉(zhuǎn)角)法(例如參照日本特開(kāi)2005-21690號(hào)公報(bào)以及日本特許第3405813 號(hào)公報(bào))。根據(jù)VFA法，通過(guò)調(diào)整再聚焦角度，不僅可以減少模糊從而改善對(duì)比度，而且還可 以降低SAR(specific absorption rate，比吸收率)。另外，SAR是表示由于磁場(chǎng)而引起的 在被檢體內(nèi)的能量累積量的基準(zhǔn)值。另外，使RF發(fā)送脈沖的波形變形的 VERSE (variable rateselective excitation, 可變速率選擇性激勵(lì))法也是公知的。并且，伴隨RF發(fā)送脈沖的波形控制的標(biāo)簽脈沖也是 公知的。但是，象利用VFA法、VERSE法或標(biāo)簽脈沖的脈沖序列那樣，如果利用具有矩形波 等急劇傾斜的波形的RF發(fā)送脈沖的脈沖序列來(lái)執(zhí)行掃描，則RF放大器不能生成期望的RF 波形而過(guò)沖(overshoot)或下沖(undershoot)。因此，在執(zhí)行伴隨強(qiáng)度急劇變化的RF發(fā)送 脈沖的施加的掃描的情況下，穩(wěn)定地輸出期望的RF輸出波形成為課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種在磁共振成像中能夠更穩(wěn)定地得到期望的RF輸出 波形的技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，磁共振成像裝置具有收集部，根據(jù)從放大器輸出的 補(bǔ)償前的高頻輸出波形，對(duì)高頻控制波形進(jìn)行補(bǔ)償，以從放大器輸出用于生成空間非選擇 性高頻磁場(chǎng)的期望的高頻輸出波形，并且使用補(bǔ)償后的高頻控制波形，收集磁共振信號(hào)；以 及生成部，根據(jù)所收集的磁共振信號(hào)，生成圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，磁共振成像方法具有如下步驟根據(jù)從放大器輸出 的補(bǔ)償前的高頻輸出波形，對(duì)高頻控制波形進(jìn)行補(bǔ)償，以從放大器輸出用于生成空間非選 擇性高頻磁場(chǎng)的期望的高頻輸出波形；使用補(bǔ)償后的高頻控制波形，收集磁共振信號(hào)；以 及根據(jù)所收集的磁共振信號(hào)，生成圖像數(shù)據(jù)。


圖1是示出磁共振成像裝置的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖1所示的計(jì)算機(jī)的功能框圖。圖3是示出向RF放大器輸入的RF輸入波形、從RF放大器輸出的與RF輸入波形 對(duì)應(yīng)的RF輸出波形、向RF放大器輸入的補(bǔ)償后的RF輸入波形、以及從RF放大器輸出的與 補(bǔ)償后的RF輸入波形對(duì)應(yīng)的RF輸出波形的一例的概念圖。圖4是示出與作為RF輸出波形而從RF放大器輸出的過(guò)沖分量對(duì)應(yīng)的RF輸入波 形的非線(xiàn)性的圖。圖5是示出對(duì)考慮到放大器的響應(yīng)的非線(xiàn)性而補(bǔ)償?shù)腞F控制波形與未考慮非線(xiàn) 性而補(bǔ)償?shù)腞F控制波形進(jìn)行比較的例子的圖。圖6是示出在VFA法中在發(fā)送了一次激勵(lì)用RF脈沖后發(fā)送的一組再聚焦脈沖的 翻轉(zhuǎn)角的一例的圖。圖7是示出伴隨RF發(fā)送脈沖的輸出波形的補(bǔ)償而由圖1所示的磁共振成像裝置 進(jìn)行成像時(shí)的流程的流程圖。圖8是示出通過(guò)硬件的控制來(lái)補(bǔ)償向RF放大器輸入的RF輸入波形的情況下的發(fā) 送器的結(jié)構(gòu)例的圖。
具體實(shí)施例方式參照

磁共振成像裝置以及磁共振成像方法的實(shí)施方式。(結(jié)構(gòu)和功能)圖1是示出磁共振成像裝置的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。磁共振成像裝置20具有形成靜磁場(chǎng)的筒狀的靜磁場(chǎng)用磁鐵21、設(shè)置在該靜磁場(chǎng) 用磁鐵21的內(nèi)部的勻場(chǎng)線(xiàn)圈22、傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈23和RF線(xiàn)圈24。另外，磁共振成像裝置20中具有控制系統(tǒng)25。控制系統(tǒng)25具有靜磁場(chǎng)電源26、 傾斜磁場(chǎng)電源27、勻場(chǎng)線(xiàn)圈電源28、發(fā)送器29、接收器30、序列控制器31和計(jì)算機(jī)32。控 制系統(tǒng)25的傾斜磁場(chǎng)電源27包括X軸傾斜磁場(chǎng)電源27x、Y軸傾斜磁場(chǎng)電源27y和Z軸傾 斜磁場(chǎng)電源27z。另外，計(jì)算機(jī)32中具有輸入裝置33、顯示裝置34、運(yùn)算裝置35和存儲(chǔ)裝 置36。靜磁場(chǎng)用磁鐵21與靜磁場(chǎng)電源26連接，具有利用從靜磁場(chǎng)電源26供給的電流在 攝像區(qū)域中形成靜磁場(chǎng)的功能。另外，靜磁場(chǎng)用磁鐵21在很多情況下由超導(dǎo)線(xiàn)圈構(gòu)成，在 勵(lì)磁時(shí)與靜磁場(chǎng)電源26連接而被供給電流，但一般情況下，一旦被勵(lì)磁后就成為非連接狀 態(tài)。另外，有時(shí)靜磁場(chǎng)用磁鐵21由永久磁鐵構(gòu)成，不設(shè)置靜磁場(chǎng)電源26。另外，在靜磁場(chǎng)用磁鐵21的內(nèi)側(cè)，在同軸上設(shè)置筒狀的勻場(chǎng)線(xiàn)圈22。勻場(chǎng)線(xiàn)圈22 與勻場(chǎng)線(xiàn)圈電源28連接，從勻場(chǎng)線(xiàn)圈電源28向勻場(chǎng)線(xiàn)圈22供給電流，從而使靜磁場(chǎng)均勻化。傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈23包括X軸傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈23x、Y軸傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈23y以及Z軸傾 斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈23z，在靜磁場(chǎng)用磁鐵21的內(nèi)部形成為筒狀。在傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈23的內(nèi)側(cè)設(shè)置床 37，作為攝像區(qū)域，在床37上放置被檢體P。RF線(xiàn)圈24包括內(nèi)置于架臺(tái)(gantry)中的用 于RF信號(hào)的發(fā)送接收的全身用線(xiàn)圈(WBC 全身線(xiàn)圈)和設(shè)置在床37或被檢體P附近的用 于RF信號(hào)的接收的局部線(xiàn)圈等。
另外，傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈23與傾斜磁場(chǎng)電源27連接。傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈23的X軸傾斜磁 場(chǎng)線(xiàn)圈23x、Y軸傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈23y、Z軸傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈23z分別與傾斜磁場(chǎng)電源27的X軸 傾斜磁場(chǎng)電源27x、Y軸傾斜磁場(chǎng)電源27y、Z軸傾斜磁場(chǎng)電源27z連接。并且，利用從X軸傾斜磁場(chǎng)電源27x、Y軸傾斜磁場(chǎng)電源27y和Z軸傾斜磁場(chǎng)電源 27z分別向X軸傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈23x、Y軸傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈23y和Z軸傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈23z供給的 電流，可以在攝像區(qū)域中分別形成X軸方向的傾斜磁場(chǎng)Gx、Y軸方向的傾斜磁場(chǎng)Gy和Z軸 方向的傾斜磁場(chǎng)Gz。RF線(xiàn)圈24與發(fā)送器29以及/或者接收器30連接。發(fā)送用的RF線(xiàn)圈24具有從 發(fā)送器29接收RF信號(hào)而發(fā)送到被檢體P的功能，接收用的RF線(xiàn)圈24具有的功能是，接收 與RF信號(hào)對(duì)被檢體P內(nèi)部的原子核自旋的激勵(lì)相伴隨而產(chǎn)生的NMR信號(hào)，并提供給接收器 30。另一方面，控制系統(tǒng)25的序列控制器31與傾斜磁場(chǎng)電源27、發(fā)送器29和接收器 30連接。序列控制器31具有如下功能存儲(chǔ)序列信息，該序列信息描述了為了驅(qū)動(dòng)傾斜磁 場(chǎng)電源27、發(fā)送器29和接收器30所需的控制信息，例如應(yīng)施加到傾斜磁場(chǎng)電源27上的脈 沖電流的強(qiáng)度和施加時(shí)間、施加定時(shí)等動(dòng)作控制信息；以及按照所存儲(chǔ)的規(guī)定的序列，通過(guò) 驅(qū)動(dòng)傾斜磁場(chǎng)電源27、發(fā)送器29和接收器30，產(chǎn)生X軸傾斜磁場(chǎng)Gx、Y軸傾斜磁場(chǎng)Gy和Z 軸傾斜磁場(chǎng)Gz以及RF信號(hào)。另外，序列控制器31接收原始數(shù)據(jù)(raw data)并提供給計(jì)算機(jī)32，該原始數(shù)據(jù)是 通過(guò)接收器30中的NMR信號(hào)的檢波和A/D(數(shù)字-模擬)轉(zhuǎn)換而得到的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)。因此，發(fā)送器29具有根據(jù)從序列控制器31接收的控制信息向RF線(xiàn)圈24提供RF 信號(hào)的功能，而接收器30具有如下功能對(duì)從RF線(xiàn)圈24接收的NMR信號(hào)進(jìn)行檢波，執(zhí)行所 需的信號(hào)處理并且進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，生成數(shù)字化的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)即原始數(shù)據(jù)；以及將生成的原始 數(shù)據(jù)提供給序列控制器31。另外，通過(guò)由運(yùn)算裝置35執(zhí)行保存在計(jì)算機(jī)32的存儲(chǔ)裝置36中的程序，使計(jì)算 機(jī)32具有各種功能。但是，也可以不依賴(lài)于程序而在磁共振成像裝置20中設(shè)置具有各種 功能的特定電路。圖2是圖1所示的計(jì)算機(jī)32的功能框圖。計(jì)算機(jī)32利用程序而作為攝像條件設(shè)定部40、序列控制器控制部41和數(shù)據(jù)處理 部42起作用。攝像條件設(shè)定部40具有RF輸出波形補(bǔ)償部40A和補(bǔ)償參數(shù)表40B。攝像條件設(shè)定部40具有如下功能根據(jù)來(lái)自輸入裝置33的指示信息，設(shè)定包含脈 沖序列的攝像條件，將所設(shè)定的攝像條件提供給序列控制器控制部41。RF輸出波形補(bǔ)償部 40A具有如下功能根據(jù)將在計(jì)算機(jī)32中生成的RF控制波形作為輸入波形而從發(fā)送器29 所具有的RF放大器29A實(shí)際輸出的RF輸出波形，補(bǔ)償被設(shè)定為攝像條件的脈沖序列的RF 脈沖的波形。圖3是示出向RF放大器29A輸入的RF輸入波形、從RF放大器29A輸出的與RF 輸入波形對(duì)應(yīng)的RF輸出波形、向RF放大器29A輸入的補(bǔ)償后的RF輸入波形、以及從RF放 大器29A輸出的與補(bǔ)償后的RF輸入波形對(duì)應(yīng)的RF輸出波形的一例的概念圖。在圖3(A)、(B)、(C)和⑶中，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示RF脈沖的信號(hào)強(qiáng)度(振 幅)。另外，圖3 (A)示出向RF放大器29A輸入的補(bǔ)償前的RF輸入波形I (t)，圖3 (B)示出從RF放大器29A輸出的與RF輸入波形I⑴對(duì)應(yīng)的RF輸出波形0(t)，圖3 (C)示出向RF 放大器29A輸入的補(bǔ)償后的RF輸入波形I ’(t)，圖3 (D)示出從RF放大器29A輸出的與補(bǔ) 償后的RF輸入波形I’ (t)對(duì)應(yīng)的RF輸出波形0’ (t)。與計(jì)算機(jī)32中生成的RF控制波形對(duì)應(yīng)的、從RF放大器29A輸出的RF輸出波形， 可以通過(guò)預(yù)掃描而在成像掃描之前事先收集。例如，如圖3(A)所示，在攝像條件設(shè)定部40 中，生成空間非選擇性矩形波作為預(yù)掃描中的RF控制波形，通過(guò)序列控制器控制部41和序 列控制器31后，輸出到發(fā)送器29內(nèi)的RF放大器29A。RF放大器29A將圖3㈧所示的矩 形波作為RF輸入波形I (t)，輸出圖3 (B)所示的RF輸出波形0(t)。該RF輸出波形0(t) 可以在RF輸出波形補(bǔ)償部40A中監(jiān)視。在實(shí)際觀測(cè)到的RF輸出波形0(t)中，根據(jù)向RF放大器29A輸入的RF輸入波形 I (t)的振幅和RF放大器29A的特性，如圖3 (B)所示產(chǎn)生過(guò)沖或下沖。因此，RF輸出波形補(bǔ)償部40A具有根據(jù)RF輸入波形I⑴和RF輸出波形0(t)補(bǔ) 償用于成像掃描的RF輸入波形的功能。在此說(shuō)明RF輸入波形的補(bǔ)償方法。向RF放大器29A輸入的補(bǔ)償前的RF輸入波 形I(t)和RF輸出波形0(t)利用響應(yīng)函數(shù)h(t)而具有式⑴的關(guān)系。[式1]h(t) = 0(t)/I(t). . . (1)因此，為了使補(bǔ)償前的RF輸入波形I (t)作為RF放大器29A的RF輸出波形而輸 出，如式(2)所示將I(t)/h(t)作為補(bǔ)償后的RF輸入波形I’ (t)即可。[式2]Γ (t) = I(t)/h(t). · · (2)通過(guò)式⑵求出的補(bǔ)償后的RF輸入波形I’⑴成為如圖3(C)所示的波形。另外， 如果將圖3(C)所示的補(bǔ)償后的RF輸入波形I’ (t)輸入到RF放大器29A，則輸出圖3 (D) 所示的理想矩形波作為RF輸出波形0’(t)。但是，有時(shí)即使將通過(guò)式(2)計(jì)算的補(bǔ)償后的RF輸入波形I’ (t)輸入到RF放大 器29A，由于RF放大器29A的特性和補(bǔ)償后的RF輸入波形I’ (t)的振幅，補(bǔ)償依然不充分 從而無(wú)法輸出理想的RF輸出波形。因此，可以利用在將通過(guò)式(2)補(bǔ)償后的RF輸入波形I’⑴作為輸入的情況下輸 出的RF輸出波形0’ (t)，將響應(yīng)函數(shù)h’ (t)規(guī)定為h’ (t) =0，(t)/I，⑴。并且，利用響 應(yīng)函數(shù)h’(t)，如以下的式⑶那樣，求出補(bǔ)償后的RF輸入波形I”(t)。[式3]I” ⑴=I，(t)/V ⑴· · ·(3)即，在通過(guò)一次修正無(wú)法充分地修正RF輸入波形的情況下，進(jìn)行兩次以上的利用 響應(yīng)函數(shù)的RF輸入波形的修正。可以針對(duì)每個(gè)成像掃描，事先執(zhí)行預(yù)掃描并監(jiān)視RF輸出波形，由此進(jìn)行向RF放大 器29A輸入的RF輸入波形的補(bǔ)償。另外，也可以在用于測(cè)定RF放大器29A的接收增益的 預(yù)掃描中，監(jiān)視RF輸出波形。但是，在RF放大器29A中實(shí)際成為過(guò)沖的原因的輸入信號(hào)分量的強(qiáng)度不是線(xiàn)性 的，而是非線(xiàn)性的。
圖4是示出成為從RF放大器29A作為RF輸出波形輸出的過(guò)沖分量的一個(gè)原因的、 RF輸入波形的非線(xiàn)性的圖。在圖4中，橫軸表示向RF放大器29A輸入的RF發(fā)送脈沖的功率I (kW)，縱軸表示 與RF發(fā)送脈沖對(duì)應(yīng)地從RF放大器29A輸出的RF發(fā)送脈沖的功率的峰值Op (kff)。如圖4所示，向RF放大器29A輸入的RF發(fā)送脈沖的功率I相對(duì)于從RF放大器29A 輸出的RF發(fā)送脈沖的功率的峰值Op具有非線(xiàn)性。因此，考慮到與假定為線(xiàn)性的情況下的 RF輸入波形的補(bǔ)償量和考慮了非線(xiàn)性的情況下的RF輸入波形的補(bǔ)償量之差相當(dāng)?shù)姆蔷€(xiàn)性 項(xiàng)，進(jìn)行向RF放大器29A輸入的RF輸入波形的補(bǔ)償，這在精度方面是優(yōu)選的。作為具體示例，可以利用考慮了向RF放大器29A輸入的RF發(fā)送脈沖的功率I的 非線(xiàn)性的修正系數(shù)k(I)、k’(I’)，如式(4-1)或式(4-2)所示，進(jìn)一步修正通過(guò)式(2)或 式⑶求出的RF輸入波形I’(t)。[式4]I，(t) = k{I ⑴} · I (t) /h (t) · · · (4-1)I” (t) = k，{I，(t)} · I，(t)/h，(t). . . (4-2)修正系數(shù)k(I)、k’(I’)可以根據(jù)如圖4所示預(yù)先測(cè)定的曲線(xiàn)圖(plot)數(shù)據(jù)求 出，該曲線(xiàn)圖數(shù)據(jù)表示出針對(duì)每個(gè)向RF放大器29A輸入的RF發(fā)送脈沖的功率I，從RF放大 器29A輸出的RF發(fā)送脈沖的功率的峰值Op。例如，通過(guò)對(duì)各曲線(xiàn)圖數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合， 得到圖4所示的曲線(xiàn)圖。并且，如圖4所示，將受到非線(xiàn)性影響的實(shí)際的RF發(fā)送脈沖的輸 出功率的峰值Op (對(duì)應(yīng)于圖4的實(shí)線(xiàn)曲線(xiàn))、與假定為線(xiàn)性的情況下的RF發(fā)送脈沖的輸出 功率的峰值之比作為修正系數(shù)k(I)、k’(I’)。因此，修正系數(shù)k(I)、k’(I’)成為針對(duì)每 個(gè)RF輸入波形I (t)、I’(t)不同的值。這樣求出的用于修正過(guò)沖的非線(xiàn)性分量的修正系數(shù)k(I)、k’(I’ )可以作為與RF 輸入波形I(t)、I’(t)相關(guān)聯(lián)的查找表而保存在補(bǔ)償參數(shù)表40B中。并且，RF輸出波形補(bǔ) 償部40A反映成為RF放大器29A中的過(guò)沖分量的一個(gè)原因的RF輸入波形的非線(xiàn)性，進(jìn)行 脈沖序列上的RF控制波形的補(bǔ)償。在該補(bǔ)償中，RF輸出波形補(bǔ)償部40A參照作為補(bǔ)償參 數(shù)保存在補(bǔ)償參數(shù)表40B中的每個(gè)RF輸入波形I(t)、I’ (t)的修正系數(shù)k(I)、k’(I’)，例 如使用與通過(guò)預(yù)掃描得到的RF輸入波形I (t)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償參數(shù)。圖5示出對(duì)考慮到RF放大器29A的響應(yīng)的非線(xiàn)性而補(bǔ)償?shù)腞F控制波形與未考慮 非線(xiàn)性而補(bǔ)償?shù)腞F控制波形進(jìn)行比較的例子。在圖5中，橫軸表示時(shí)間(ms)，縱軸表示RF發(fā)送脈沖的功率(kW)。在將IOkW的 矩形波作為RF放大器29A的RF輸入波形I (t)的情況下，如果不進(jìn)行RF輸入波形I (t)的 波形補(bǔ)償，則從RF放大器29A輸出如圖5的菱形曲線(xiàn)圖所示的RF輸出波形0(t)，產(chǎn)生過(guò) 沖。在按照式(2)不考慮RF放大器29A的響應(yīng)的非線(xiàn)性而補(bǔ)償RF輸入波形I (t)的情況 (僅使用反函數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那闆r)下，得到如圖5的方形曲線(xiàn)圖所示的補(bǔ)償后的RF輸入波 形 I，_linear(t)。但是，根據(jù)圖4的表示RF放大器29A的響應(yīng)的非線(xiàn)性的數(shù)據(jù)可知，為了從RF放 大器29A輸出IOkW的矩形波，在精度方面希望使用向RF放大器29A輸入與圖4的縱軸的 IOkff對(duì)應(yīng)的橫軸的6kW的RF發(fā)送脈沖的情況下的響應(yīng)函數(shù)，來(lái)進(jìn)行RF輸入波形I⑴的波 形補(bǔ)償。
因此，如果按式(4-1)所示使用修正系數(shù)k(I)并且考慮到RF放大器29A的響應(yīng) 的非線(xiàn)性來(lái)補(bǔ)償RF輸入波形I (t)，則得到圖5的三角形曲線(xiàn)圖所示的補(bǔ)償后的RF輸入波 形I’_nonlinear(t)。此時(shí)的修正系數(shù)k(I)通過(guò)參照補(bǔ)償參數(shù)表40B來(lái)取得。而且，也可以根據(jù)如下得到的RF輸出波形和響應(yīng)函數(shù)，來(lái)補(bǔ)償RF控制波形利用 通過(guò)使用修正系數(shù)k(I)、k’(I’ )對(duì)RF輸入波形I (t)、I’ (t)進(jìn)行修正而得到的RF輸入 波形k(I) · I(t)、k，(I，) · I，(t)再次實(shí)施預(yù)掃描。不僅修正系數(shù)k(I)、k’(I’)，還可以將與每個(gè)RF輸入波形I(t)、I’ (t)相關(guān)聯(lián)的 響應(yīng)函數(shù)、修正量或過(guò)去取得的適當(dāng)補(bǔ)償后的每個(gè)RF輸入波形I’(t)、I”(t)自身作為補(bǔ) 償參數(shù)保存在補(bǔ)償參數(shù)表40B中。例如，通過(guò)在補(bǔ)償參數(shù)表40B中保存與輸入波形I (t)、 I’ (t)的傾斜(振幅/ms)對(duì)應(yīng)的過(guò)沖量或輸入波形I (t)、I’ (t)的修正量，可以不執(zhí)行上 述的預(yù)掃描而求出與輸入波形I(t)、I’(t)的振幅或傾斜對(duì)應(yīng)的RF控制波形的補(bǔ)償量。另 外，通過(guò)在補(bǔ)償參數(shù)表40B中保存補(bǔ)償后的RF輸入波形I’(t)、I”(t)自身，也可以不執(zhí)行 上述的預(yù)掃描而在設(shè)定成像掃描用的攝像條件時(shí)進(jìn)行RF控制波形的補(bǔ)償。這樣的RF控制波形的補(bǔ)償可以針對(duì)伴隨相位調(diào)制的波形那樣的具有矩形波以外 的期望波形的RF發(fā)送脈沖進(jìn)行。因此，可以在攝像條件設(shè)定部40中設(shè)定伴隨具有急劇傾 斜的期望波形的已補(bǔ)償?shù)腞F發(fā)送脈沖的施加的脈沖序列。即，可以通過(guò)脈沖序列的控制來(lái) 修正脈沖序列上的RF發(fā)送脈沖的波形。圖6示出在VFA法中在發(fā)送了一次激勵(lì)用RF脈沖后發(fā)送的一組再收斂用RF脈沖 (再聚焦脈沖)的翻轉(zhuǎn)角的一例。在圖6中，縱軸表示各個(gè)再聚焦脈沖的翻轉(zhuǎn)角，橫軸表示 再聚焦脈沖的個(gè)數(shù)(即回波數(shù))。參照?qǐng)D6說(shuō)明利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)決定如下的曲線(xiàn)(與圖4的實(shí)線(xiàn)對(duì)應(yīng))的方法該 曲線(xiàn)規(guī)定“向RF放大器29A輸入的RF發(fā)送脈沖的功率”與“從RF放大器29A輸出的RF發(fā) 送脈沖的功率的峰值”的非線(xiàn)性。在本實(shí)施方式中，作為一個(gè)例子，在預(yù)掃描中如圖6所示改變翻轉(zhuǎn)角，將各個(gè)再聚 焦脈沖作為矩形波發(fā)送，在發(fā)送各個(gè)再聚焦脈沖之前進(jìn)行測(cè)定。即，測(cè)定“向RF放大器29A 輸入的RF發(fā)送脈沖的功率”與“從RF放大器29A輸出的RF發(fā)送脈沖的功率的峰值”。由于得到再聚焦脈沖的個(gè)數(shù)的上述測(cè)定數(shù)據(jù)，因此可以使用所有測(cè)定數(shù)據(jù)來(lái)求出 上述“規(guī)定非線(xiàn)性的曲線(xiàn)”。但是，通過(guò)例如按照以下步驟從所有數(shù)據(jù)中進(jìn)行采樣，求出規(guī)定 非線(xiàn)性的曲線(xiàn)，可以縮短計(jì)算時(shí)間。具體地說(shuō)，使用在縱軸上均等地進(jìn)行抽取而得到的測(cè)定值，使其包含翻轉(zhuǎn)角的最 大值和最小值。在圖6中，例如在使用5個(gè)數(shù)據(jù)的情況下，使用發(fā)送了提供翻轉(zhuǎn)角30°、 65°、100°、135°、170°的再聚焦脈沖的矩形波的情況下的功率測(cè)定值。在翻轉(zhuǎn)角從 170°下降到30°的階段，(到第20個(gè)再聚焦脈沖為止)，只要發(fā)送提供翻轉(zhuǎn)角30°、65°、 100°、135°、170°的再聚焦脈沖，就可以使用它們的測(cè)定值(僅為一例)。但是，在圖6中，在翻轉(zhuǎn)角下降到30°的階段，沒(méi)有提供翻轉(zhuǎn)角135°的再聚焦脈 沖。這種情況下，作為在翻轉(zhuǎn)角從30°上升的階段發(fā)送的再聚焦脈沖，只要有提供翻轉(zhuǎn)角 135°的再聚焦脈沖，就可以使用其測(cè)定值。即，在圖6中，作為一個(gè)例子，按照翻轉(zhuǎn)角從大 到小的順序，可以使用第1個(gè)、第44個(gè)、第8個(gè)、第12個(gè)、第20個(gè)再聚焦脈沖的測(cè)定值。為了補(bǔ)充理解，圖6的右側(cè)示出數(shù)值的一例。作為再聚焦脈沖，在發(fā)送將翻轉(zhuǎn)角傾斜170°的矩形波的情況下，輸出功率的峰值(即過(guò)沖部分的最大功率值)例如成為 20KW(千瓦)。作為再聚焦脈沖，在發(fā)送將翻轉(zhuǎn)角傾斜30°的矩形波的情況下，輸出功率的 峰值例如成為5KW (千瓦)。然后，通過(guò)對(duì)上述5個(gè)測(cè)定值適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行插值/擬合，可以在預(yù) 掃描中預(yù)先決定規(guī)定圖4的實(shí)線(xiàn)所示的非線(xiàn)性的曲線(xiàn)。以下說(shuō)明計(jì)算機(jī)32的其它功能。序列控制器控制部41具有如下功能在接收到來(lái)自輸入裝置33的掃描開(kāi)始指示 信息的情況下，通過(guò)將包含從攝像條件設(shè)定部40取得的脈沖序列的攝像條件提供給序列 控制器31，對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。另外，序列控制器控制部41具有如下功能從序列控制器 31接收原始數(shù)據(jù)，將其配置于形成在數(shù)據(jù)處理部42中的k空間中。數(shù)據(jù)處理部42具有如下功能通過(guò)對(duì)配置于k空間中的k空間數(shù)據(jù)實(shí)施包含傅立 葉變換(FT =Fourier transform)的圖像重構(gòu)處理，來(lái)重構(gòu)圖像數(shù)據(jù)；對(duì)通過(guò)重構(gòu)得到的圖 像數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的圖像處理，生成顯示用的二維圖像數(shù)據(jù)；以及在顯示裝置34上顯示所生 成的顯示用的圖像數(shù)據(jù)。(動(dòng)作和作用)以下說(shuō)明磁共振成像裝置20的動(dòng)作和作用。這里說(shuō)明通過(guò)預(yù)掃描對(duì)RF輸出波形 進(jìn)行監(jiān)視，根據(jù)RF輸出波形并且考慮到RF放大器29A的響應(yīng)的非線(xiàn)性，對(duì)RF控制波形進(jìn) 行補(bǔ)償?shù)那闆r。另外，也可以不執(zhí)行預(yù)掃描而參照補(bǔ)償參數(shù)表40B來(lái)補(bǔ)償RF控制波形，還 可以不考慮RF放大器29A的響應(yīng)的非線(xiàn)性來(lái)補(bǔ)償RF控制波形。圖7是示出伴隨RF發(fā)送脈沖的輸出波形的補(bǔ)償而由磁共振成像裝置20進(jìn)行成像 時(shí)的流程的流程圖。首先，在步驟Sl中，通過(guò)執(zhí)行預(yù)掃描來(lái)監(jiān)視從RF放大器29A輸出的RF輸出波形。S卩，在攝像條件設(shè)定部40中，將作為RF控制波形而具有空間非選擇性矩形波等期 望波形的脈沖序列設(shè)定為預(yù)掃描用的攝像條件。所設(shè)定的預(yù)掃描用的脈沖序列從攝像條件 設(shè)定部40通過(guò)序列控制器控制部41和序列控制器31后，輸出到發(fā)送器29內(nèi)的RF放大器 29A。RF放大器29A將例如圖3(A)所示的空間非選擇性矩形波作為RF輸入波形I (t)，輸 出圖3(B)所示的RF輸出波形0(t)。RF輸出波形0(t)由RF輸出波形補(bǔ)償部40A取得，在 RF輸出波形補(bǔ)償部40A中對(duì)RF輸出波形0 (t)進(jìn)行監(jiān)視。在本實(shí)施方式中，作為一個(gè)例子，執(zhí)行VFA法的預(yù)掃描。在每次發(fā)送激勵(lì)用RF脈 沖時(shí)，將分別改變了翻轉(zhuǎn)角的一組再聚焦用RF脈沖作為矩形波發(fā)送。并且，在發(fā)送各個(gè)再 聚焦脈沖前后測(cè)定“向RF放大器29A輸入的RF發(fā)送脈沖的功率”與“從RF放大器29A輸 出的RF發(fā)送脈沖的功率的峰值”。接著，在步驟S2中，在攝像條件設(shè)定部40中設(shè)定基于包含RF輸出波形0 (t)的RF 控制波形的補(bǔ)償?shù)某上駫呙栌玫臄z像條件。S卩，RF輸出波形補(bǔ)償部40A根據(jù)RF輸出波形0(t)，利用式(4_1)或式(4_2)求 出考慮到RF放大器29A的響應(yīng)的非線(xiàn)性而補(bǔ)償后的RF輸入波形I’(t)、I” (t)。具體地 說(shuō)，例如按照?qǐng)D6說(shuō)明的步驟，根據(jù)通過(guò)預(yù)掃描得到的測(cè)定值來(lái)決定規(guī)定RF放大器29A中 的輸入輸出之比的非線(xiàn)性的曲線(xiàn)。此時(shí)，RF輸出波形補(bǔ)償部40A參照補(bǔ)償參數(shù)表40B來(lái)取 得補(bǔ)償所需的修正系數(shù)k(I)、k’(I’)。然后，攝像條件設(shè)定部40將以補(bǔ)償后的RF輸入波 形I’(t)、I” (t)作為RF控制波形的脈沖序列設(shè)定為成像掃描用的攝像條件。
然后，在步驟S3中，執(zhí)行成像掃描。為此，預(yù)先在床37上放置被檢體P，在由靜磁場(chǎng)電源26勵(lì)磁的靜磁場(chǎng)用磁鐵 21 (超導(dǎo)磁鐵)的攝像區(qū)域中形成靜磁場(chǎng)。另外，從勻場(chǎng)線(xiàn)圈電源28向勻場(chǎng)線(xiàn)圈22供給電 流，使形成在攝像區(qū)域中的靜磁場(chǎng)均勻化。然后，如果從輸入裝置33向序列控制器控制部41提供了掃描開(kāi)始指示，則序列控 制器控制部41將包含從攝像條件設(shè)定部40取得的脈沖序列的攝像條件提供給序列控制器 31。序列控制器31按照從序列控制器控制部41接收的脈沖序列，驅(qū)動(dòng)傾斜磁場(chǎng)電源27、發(fā) 送器29和接收器30，從而在放置了被檢體P的攝像區(qū)域中形成傾斜磁場(chǎng)，并且從RF線(xiàn)圈 24產(chǎn)生RF信號(hào)。此時(shí)，從RF線(xiàn)圈24發(fā)送的RF發(fā)送脈沖成為具有期望波形的RF發(fā)送脈沖。這是 因?yàn)樵揜F發(fā)送脈沖是按照向RF放大器29A輸入補(bǔ)償后的RF輸入波形I，(t)、1” (t)并從 RF放大器29A向RF線(xiàn)圈24輸出的RF輸出波形0，(t)、0” (t)而生成的。然后，由于被檢體P內(nèi)部的核磁共振而生成的NMR信號(hào)由RF線(xiàn)圈24接收并提供 給接收器30。接收器30從RF線(xiàn)圈24接收NMR信號(hào)，在執(zhí)行了所需的信號(hào)處理后，通過(guò)進(jìn) 行A/D轉(zhuǎn)換而生成原始數(shù)據(jù)。接收器30將生成的原始數(shù)據(jù)提供給序列控制器31。序列控 制器31將原始數(shù)據(jù)提供給序列控制器控制部41，序列控制器控制部41將原始數(shù)據(jù)配置于 數(shù)據(jù)處理部42中形成的k空間中。然后，在步驟S4中，在數(shù)據(jù)處理部42中生成圖像數(shù)據(jù)，所生成的圖像數(shù)據(jù)由顯示 裝置34顯示。S卩，數(shù)據(jù)處理部42對(duì)配置于k空間中的k空間數(shù)據(jù)實(shí)施圖像重構(gòu)處理，來(lái)重構(gòu)圖 像數(shù)據(jù)，對(duì)通過(guò)重構(gòu)得到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的圖像處理，生成顯示用的圖像數(shù)據(jù)。并且， 在顯示裝置34上顯示所生成的顯示用的圖像數(shù)據(jù)。這樣顯示的圖像是按照具有被補(bǔ)償成以期望的波形發(fā)送的RF控制波形的脈沖序 列而收集的，因此成為具有更好的對(duì)比度的圖像。S卩，如上所述的磁共振成像裝置20根據(jù)從RF放大器29A實(shí)際輸出的RF輸出波形， 針對(duì)每個(gè)點(diǎn)補(bǔ)償RF控制波形，并利用補(bǔ)償后的RF控制波形來(lái)執(zhí)行成像掃描。因此，磁共振 成像裝置20可以通過(guò)執(zhí)行預(yù)掃描對(duì)從RF放大器29A輸出的RF輸出波形進(jìn)行監(jiān)視，或者在 查找表中保存從RF放大器29A輸出的RF輸出波形或補(bǔ)償后的RF控制波形。(效果)因此，根據(jù)磁共振成像裝置20，即使RF發(fā)送波形是矩形波或伴隨相位調(diào)制的波形 等急劇傾斜的波形，也可以補(bǔ)償RF放大器29A中的過(guò)沖或下沖，按照設(shè)計(jì)穩(wěn)定地生成并發(fā) 送具有期望波形的RF發(fā)送脈沖。另外，也可以防止具有過(guò)剩振幅的RF發(fā)送脈沖的施加。根據(jù)以上說(shuō)明的一個(gè)實(shí)施方式，在磁共振成像中，可以更穩(wěn)定地得到期望的RF輸 出波形。(變形例)在上述實(shí)施例中，通過(guò)作為軟件的脈沖序列的控制來(lái)補(bǔ)償RF發(fā)送脈沖的波形，但 也可以通過(guò)控制位于RF放大器29A的前級(jí)的發(fā)送系統(tǒng)的硬件，來(lái)補(bǔ)償RF發(fā)送脈沖的波形。圖8是示出通過(guò)硬件的控制來(lái)補(bǔ)償向RF放大器29A輸入的RF輸入波形的情況下 的發(fā)送器29的結(jié)構(gòu)例的圖。
如圖8所示，在發(fā)送器29內(nèi)的RF放大器29A的前級(jí)設(shè)置RF輸入波形補(bǔ)償電路 29B。并且，與圖2所示的補(bǔ)償參數(shù)表40B同樣的、用于存儲(chǔ)補(bǔ)償參數(shù)的補(bǔ)償參數(shù)表29C與 RF輸入波形補(bǔ)償電路29B連接。RF輸入波形補(bǔ)償電路29B具有如下功能對(duì)從RF放大器29A輸出的補(bǔ)償前的RF 輸出波形進(jìn)行監(jiān)視，根據(jù)RF輸出波形求出補(bǔ)償后的RF輸入波形；以及對(duì)從序列控制器31 輸入的補(bǔ)償前的RF輸入波形進(jìn)行修正，以將求出的補(bǔ)償后的RF輸入波形輸入到RF放大器 29A中。另外，RF輸入波形補(bǔ)償電路29B根據(jù)需要參照保存在補(bǔ)償參數(shù)表29C中的補(bǔ)償參 數(shù)，并且利用對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償參數(shù)，由此考慮到針對(duì)RF放大器29A中的過(guò)沖分量的RF輸入波形 的非線(xiàn)性，進(jìn)行RF輸入波形的補(bǔ)償。這樣，通過(guò)在RF放大器29A的前級(jí)設(shè)置RF輸入波形補(bǔ)償電路29B，也可以與上述 實(shí)施方式同樣地輸出具有期望的RF輸出波形的RF發(fā)送脈沖。另外，也可以在計(jì)算機(jī)32內(nèi)設(shè)置圖8所示的RF輸入波形補(bǔ)償電路29B的一部分 功能以及/或者補(bǔ)償參數(shù)表29C。另外，本發(fā)明不限定于生成空間非選擇性高頻磁場(chǎng)的矩形波用的高頻控制信號(hào)的 補(bǔ)償。不管是空間非選擇性還是空間選擇性，本發(fā)明都可應(yīng)用于針對(duì)用于生成高頻磁場(chǎng)的 期望的高頻輸出波形的、高頻控制信號(hào)的補(bǔ)償。
權(quán)利要求
一種磁共振成像裝置，其特征在于，具有收集部，根據(jù)從放大器輸出的補(bǔ)償前的高頻輸出波形，對(duì)高頻控制波形進(jìn)行補(bǔ)償，以從所述放大器輸出用于生成空間非選擇性高頻磁場(chǎng)的期望的高頻輸出波形，并且使用補(bǔ)償后的所述高頻控制波形，收集磁共振信號(hào)；以及生成部，根據(jù)所述磁共振信號(hào)，生成圖像數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于，所述收集部構(gòu)成為，根據(jù)為了得到所述補(bǔ)償前的高頻輸出波形而向所述放大器輸入的 輸入波形、以及根據(jù)所述補(bǔ)償前的高頻輸出波形和所述輸入波形得到的響應(yīng)函數(shù)，對(duì)所述 高頻控制波形進(jìn)行補(bǔ)償。
3.如權(quán)利要求2所述的磁共振成像裝置，其特征在于，所述收集部構(gòu)成為，具有保存用于修正所述放大器的響應(yīng)的非線(xiàn)性的影響的系數(shù)的保 存部，利用所述系數(shù)對(duì)所述高頻控制波形進(jìn)行補(bǔ)償。
4.如權(quán)利要求3所述的磁共振成像裝置，其特征在于，所述收集部對(duì)所述高頻控制波形進(jìn)行補(bǔ)償，以減少作為矩形波的高頻輸出波形中的過(guò) 沖分量。
5.如權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于，所述收集部構(gòu)成為，利用根據(jù)向所述放大器輸入的輸入波形、以及對(duì)應(yīng)于所述輸入波 形而從所述放大器輸出的輸出波形得到的響應(yīng)函數(shù)，進(jìn)行多次所述高頻控制波形的補(bǔ)償。
6.如權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于，所述收集部構(gòu)成為，還根據(jù)所述放大器的響應(yīng)的非線(xiàn)性，對(duì)所述高頻控制波形進(jìn)行補(bǔ)償ο
7.如權(quán)利要求6所述的磁共振成像裝置，其特征在于，所述收集部構(gòu)成為，具有保存用于修正所述放大器的響應(yīng)的非線(xiàn)性的影響的系數(shù)的保 存部，利用所述系數(shù)對(duì)所述高頻控制波形進(jìn)行補(bǔ)償。
8.如權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于，所述收集部構(gòu)成為，通過(guò)執(zhí)行預(yù)掃描來(lái)取得所述補(bǔ)償前的高頻輸出波形。
9.如權(quán)利要求8所述的磁共振成像裝置，其特征在于，所述預(yù)掃描是用于測(cè)定用于接收所述磁共振信號(hào)的接收增益的預(yù)掃描。
10.如權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于，所述收集部對(duì)所述高頻控制波形進(jìn)行補(bǔ)償，以從所述放大器輸出生成VFA法、即可變 翻轉(zhuǎn)角法中的高頻磁場(chǎng)的期望的高頻輸出波形。
11.如權(quán)利要求10所述的磁共振成像裝置，其特征在于，所述收集部執(zhí)行發(fā)送翻轉(zhuǎn)角相互不同的多個(gè)再聚焦脈沖的預(yù)掃描，測(cè)定從所述多個(gè)再 聚焦脈沖中采樣得到的一部分再聚焦脈沖的發(fā)送時(shí)的所述放大器的響應(yīng)的非線(xiàn)性，根據(jù)該 測(cè)定結(jié)果對(duì)所述高頻控制波形進(jìn)行補(bǔ)償，以修正所述非線(xiàn)性的影響。
12.如權(quán)利要求11所述的磁共振成像裝置，其特征在于，所述收集部對(duì)所述高頻控制波形進(jìn)行補(bǔ)償，以從所述放大器輸出矩形波的高頻輸出波形。
13.如權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于，所述收集部將針對(duì)每個(gè)補(bǔ)償前的高頻控制波形的補(bǔ)償前的高頻輸出波形、針對(duì)補(bǔ)償前 的高頻控制波形的補(bǔ)償量、以及補(bǔ)償后的高頻控制波形中的至少一個(gè)作為補(bǔ)償參數(shù)保存， 通過(guò)參照所述補(bǔ)償參數(shù)對(duì)所述高頻控制波形進(jìn)行補(bǔ)償。
14.如權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于，所述收集部對(duì)所述高頻控制波形進(jìn)行補(bǔ)償，以從所述放大器輸出矩形波的高頻輸出波形。
15.如權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于，所述收集部對(duì)所述高頻控制波形進(jìn)行補(bǔ)償，以減少作為矩形波的高頻輸出波形中的過(guò) 沖分量。
16.如權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于，所述收集部構(gòu)成為，通過(guò)脈沖序列的控制對(duì)所述高頻控制波形進(jìn)行補(bǔ)償。
17.如權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于，所述收集部構(gòu)成為，通過(guò)設(shè)置在所述放大器的前級(jí)的硬件的控制，對(duì)所述高頻控制波 形進(jìn)行補(bǔ)償。
18. —種磁共振成像方法，其特征在于，具有如下步驟根據(jù)從放大器輸出的補(bǔ)償前的高頻輸出波形，對(duì)高頻控制波形進(jìn)行補(bǔ)償，以從所述放 大器輸出用于生成空間非選擇性高頻磁場(chǎng)的期望的高頻輸出波形； 使用補(bǔ)償后的所述高頻控制波形，收集磁共振信號(hào)；以及 根據(jù)所述磁共振信號(hào)，生成圖像數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁共振成像裝置以及磁共振成像方法，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，磁共振成像裝置具有收集部和生成部。收集部根據(jù)從放大器輸出的補(bǔ)償前的高頻輸出波形，對(duì)高頻控制波形進(jìn)行補(bǔ)償，以從放大器輸出用于生成空間非選擇性高頻磁場(chǎng)的期望的高頻輸出波形，并且使用補(bǔ)償后的高頻控制波形，收集磁共振信號(hào)。生成部根據(jù)該磁共振信號(hào)，生成圖像數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01R33/54GK101907692SQ20101019822
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者副島和幸, 梅田匡朗 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝;東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社