特許 7465623 磁気共鳴イメージング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-03

(45)【発行日】2024-04-11

(54)【発明の名称】磁気共鳴イメージング装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20240404BHJP

【ＦＩ】

A61B5/055 364

A61B5/055 311

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018226534

(22)【出願日】2018-12-03

(65)【公開番号】P2020089429

(43)【公開日】2020-06-11

【審査請求日】2021-10-26

【審判番号】

【審判請求日】2023-06-21

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】弁理士法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】副島 和幸

(72)【発明者】

【氏名】高橋 恭弘

【合議体】

【審判長】石井 哲

【審判官】伊藤 幸仙

【審判官】渡戸 正義

(56)【参考文献】

【文献】特開平９－２６６８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】Ｍｉｋｉｏ Ｓｈｉｒａｉｓｈｉ，Ａ Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ＳｉｎｃＮ ＦＩＲ Ｆｉｌｔｅｒｓ，ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴＳ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭＳ－Ｉ： ＦＵＮＤＡＭＥＮＴＡＬ ＴＨＥＯＲＹ ＡＮＤ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ，２００３年，ＶＯＬ．５０， ＮＯ．４，ｐｐ．５２３－５２９

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

A61B 5/055

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フィルタ係数の設定に応じて異なる周波数特性を示すように構成されるデジタルフィルタ回路と、
実行されるパルスシーケンスに対応する磁気共鳴信号の帯域幅から、前記フィルタ係数を、前記パルスシーケンスを実行する都度算出し、算出した前記フィルタ係数を、前記パルスシーケンスを実行する都度、前記デジタルフィルタ回路に設定する算出設定部と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。

【請求項2】

フィルタ係数の設定に応じて異なる周波数特性を示すように構成されるデジタルフィルタ回路と、
実行されるパルスシーケンスの種類から、前記フィルタ係数を、前記パルスシーケンスを実行する都度算出し、算出した前記フィルタ係数を、前記パルスシーケンスを実行する都度、前記デジタルフィルタ回路に設定する算出設定部と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。

【請求項3】

複数の種類のパルスシーケンスを実行順に配列することによりパルスシーケンス群を設定するシーケンス設定部、をさらに備え、
前記算出設定部は、前記パルスシーケンスの夫々の種類に対応するフィルタ係数を、前記パルスシーケンス群が設定されてから、当該種類のパルスシーケンスが実行されるまでに算出し、前記デジタルフィルタ回路に設定する、
請求項１または２に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項4】

前記算出設定部は、前記パルスシーケンス群が設定された直後から、前記パルスシーケンス群に含まれる前記パルスシーケンスの夫々の種類に対応するフィルタ係数の算出を開始する、
請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項5】

前記パルスシーケンス群には、診断画像取得用の診断スキャンのパルスシーケンスと、前記診断スキャンの準備用のプリスキャンのパルスシーケンスが含まれ、
前記算出設定部は、前記プリスキャンの実行中に、前記プリスキャンに続く前記診断スキャンのパルスシーケンスに対応する前記フィルタ係数の算出する、
請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項6】

前記プリスキャンのパルスシーケンスに対応する前記フィルタ係数の数は、前記診断スキャンのパルスシーケンスに対応する前記フィルタ係数の数よりも少ない、
請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項7】

前記パルスシーケンス群には、診断画像取得用の第１の診断スキャンのパルスシーケンスと、第１の診断スキャンの後に実行される第２の診断スキャンのパルスシーケンスが含まれ、
前記算出設定部は、前記第１の診断スキャンの実行中に、前記第２の診断スキャンのパルスシーケンスに対応する前記フィルタ係数を算出する、
請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項8】

記憶部と、
算出された前記フィルタ係数を、対応するパルスシーケンスの種別と関連付けて前記記憶部に登録する登録部と、をさらに備え、
前記算出設定部は、実行しようとするパルスシーケンスの前記フィルタ係数が前記記憶部に登録されている場合は、前記実行しようとするパルスシーケンスに対応する前記フィルタ係数を前記記憶部から読み出して、前記デジタルフィルタ回路に設定する、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項9】

ディスプレイ、をさらに備え、
前記算出設定部は、前記パルスシーケンス群の夫々のパルスシーケンスに対応するフィルタ係数の予想算出時間を前記ディスプレイに表示する、
請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項10】

ディスプレイ、をさらに備え、
前記算出設定部は、前記パルスシーケンス群の夫々のパルスシーケンスに対応するフィルタ係数の算出状況を前記ディスプレイに表示する、
請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

磁気共鳴イメージング装置は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波（ＲＦ：Radio Frequency）信号で励起し、励起に伴って被検体から発生する磁気共鳴信号（ＭＲ（Magnetic Resonance）信号）を再構成して画像を生成する撮像装置である。

【0003】

磁気共鳴イメージング装置では、ＲＦ信号による励起に伴って生じるＭＲ信号をＲＦコイルで受信する。そして、受信したＭＲ信号を、受信回路が具備するＡＤ変換器によって、所定のサンプリング周波数でサンプリングすると共に、アナログ信号のＭＲ信号からデジタル信号のＭＲ信号に変換している。

【0004】

デジタル信号に変換されたＭＲ信号は、デジタルフィルタによって所望の周波数特性をもつようにフィルタリングされ、後段の再構成処理等に供給される。

【0005】

一般に、ＭＲ信号の帯域幅は、読み出し方向における、ピクセルサイズ、ピクセル数、ＦＯＶの大きさ等のパラメータの設定値によって異なりうる。そして、これらのパラメータの設定値は、設定するパルスシーケンスの種類ごとに異なった値となりうる。

【0006】

このため、ＭＲ信号の帯域幅はパルスシーケンスの種類ごとに異なる。そこで、例えば、想定される帯域幅よりも十分に高いサンプリング周波数でＭＲ信号をサンプリングしてＡＤ変換した後、ＭＲ信号の帯域幅に応じて（即ち、パルスシーケンスの種類に応じて）、異なるサンプリング周波数に変換するリサンプリング処理を行う場合がある。また、通常、リサンプリング処理に伴ってフィルタリング処理が行われる。フィルタリング処理は、ＭＲ信号の帯域に折り重なってくるエイリアシングノイズを除去或いは低減するための処理である。このフィルタリング処理では、ＭＲ信号の帯域幅に応じたカットオフ周波数をもつデジタルフィルタを用いている。

【0007】

パルスシーケンスの種類やＭＲ信号の帯域幅に応じてカットオフ周波数を変えるためには、デジタルフィルタの係数を、パルスシーケンスの種類やＭＲ信号の帯域幅の大きさに応じて変更する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１０－１７２３８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明が解決しようとする課題は、磁気共鳴信号用のデジタルフィルタを、拡張性が高く、且つ、パルスシーケンスの種類の変更や受信帯域幅の変更等のパラメータ変更に柔軟に対応できるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

一実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、デジタルフィルタ回路と、算出設定部とを有する。デジタルフィルタ回路は、フィルタ係数の設定に応じて異なる周波数特性を示すように構成される。算出設定部は、実行されるパルスシーケンスに対応する磁気共鳴信号の帯域幅から、前記フィルタ係数を、前記パルスシーケンスを実行する都度算出し、算出した前記フィルタ係数を、前記パルスシーケンスを実行する都度、前記デジタルフィルタ回路に設定する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の全体構成例を示す構成図。

【図2】対比例のＲＦ受信器の構成例を示す図。

【図3】実施形態のＲＦ受信器の構成例を示す図。

【図4】実施形態の磁気共鳴イメージング装置における処理回路の機能ブロック図。

【図5】実施形態の磁気共鳴イメージング装置の処理例を示すフローチャート。

【図6】パルスシーケンスの設定画面の一例を示す図。

【図7】夫々のパルスシーケンスが実行される時間経過とフィルタ係数セットの算出と設定の時間経過との関係の第１の例を模式的に示す図。

【図8】夫々のパルスシーケンスが実行される時間経過とフィルタ係数セットの算出と設定の時間経過との関係の第２の例を模式的に示す図。

【図9】フィルタ係数セットを登録し再利用する動作の処理例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の全体構成を示すブロック図である。実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、磁石架台１００、制御キャビネット３００、コンソール４００、寝台５００等を備えて構成される。

【0013】

磁石架台１００は、静磁場磁石１０、傾斜磁場コイル１１、ＷＢ（Whole Body）コイル１２等を有しており、これらの構成品は円筒状の筐体に収納されている。寝台５００は、寝台本体５０と天板５１を有している。また、磁気共鳴イメージング装置１は、被検体に近接して配設されるＲＦコイル２０を有している。

【0014】

制御キャビネット３００は、傾斜磁場電源３１（Ｘ軸用３１ｘ、Ｙ軸用３１ｙ、Ｚ軸用３１ｚ）、ＲＦ受信器３２、ＲＦ送信器３３、及びシーケンスコントローラ３４を備えている。

【0015】

磁石架台１００の静磁場磁石１０は、概略円筒形状をなしており、被検体（例えば患者）の撮像領域であるボア（静磁場磁石１０の円筒内部の空間）内に静磁場を発生させる。静磁場磁石１０は超電導コイルを内蔵し、液体ヘリウムによって超電導コイルが極低温に冷却されている。静磁場磁石１０は、励磁モードにおいて静磁場用電源（図示せず）から供給される電流を超電導コイルに印加することで静磁場を発生し、その後、永久電流モードに移行すると、静磁場用電源は切り離される。一旦永久電流モードに移行すると、静磁場磁石１０は長時間、例えば１年以上に亘って、大きな静磁場を発生し続ける。なお、静磁場磁石１０を永久磁石として構成しても良い。

【0016】

傾斜磁場コイル１１も概略円筒形状をなし、静磁場磁石１０の内側に固定されている。この傾斜磁場コイル１１は、傾斜磁場電源（３１ｘ、３１ｙ、３１ｚ）から供給される電流によりＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の方向に傾斜磁場を被検体に印加する。

【0017】

寝台５００の寝台本体５０は天板５１を上下方向に移動可能であり、撮像前に天板５１に載った被検体を所定の高さまで移動させる。その後、撮影時には天板５１を水平方向に移動させて被検体をボア内に移動させる。

【0018】

ＷＢコイル１２は、傾斜磁場コイル１１の内側に被検体を取り囲むように概略円筒形状に固定されている。ＷＢコイル１２は、ＲＦ送信器３３から伝送されるＲＦパルスを被検体に向けて送信する一方、水素原子核の励起によって被検体から放出される磁気共鳴信号（即ち、ＭＲ信号）を受信する。

【0019】

ＲＦコイル２０は、被検体から放出されるＭＲ信号を被検体に近い位置で受信する。ＲＦコイル２０は、例えば、複数の要素コイルから構成される。ＲＦコイル２０は、被検体の撮像部位に応じて、頭部用、胸部用、脊椎用、下肢用、或いは全身用など種々のタイプがあるが、図１では胸部用のＲＦコイル２０を例示している。

【0020】

ＲＦ送信器３３は、シーケンスコントローラ３４からの指示に基づいて、ＷＢコイル１２にＲＦパルスを送信する。一方、ＲＦ受信器３２は、ＷＢコイル１２やＲＦコイル２０によって受信されたＭＲ信号を検出し、検出したＭＲ信号をデジタル化して得られる生データをシーケンスコントローラ３４に送る。

【0021】

シーケンスコントローラ３４は、コンソール４００による制御のもと、傾斜磁場電源３１、ＲＦ送信器３３およびＲＦ受信器３２をそれぞれ駆動することによって被検体のスキャンを行う。そして、シーケンスコントローラ３４は、スキャンを行ってＲＦ受信器３２から生データを受信すると、その生データをコンソール４００に送る。

【0022】

シーケンスコントローラ３４は、処理回路（図示を省略）を具備している。この処理回路は、例えば所定のプログラムを実行するプロセッサや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアで構成される。

【0023】

コンソール４００は、処理回路４０、記憶回路４１、ディスプレイ４２、及び入力デバイス４３を有するコンピュータとして構成されている。

【0024】

記憶回路４１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）の他、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や光ディスク装置等の外部記憶装置を含む記憶媒体である。記憶回路４１は、各種の情報やデータを記憶する他、処理回路４０が具備するプロセッサが実行する各種のプログラムを記憶する。

【0025】

ディスプレイ４２は、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬパネル等の表示デバイスである。入力デバイス４３は、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、タッチパネル等であり、各種の情報やデータを操作者が入力するための種々のデバイスを含む。

【0026】

処理回路４０は、例えば、ＣＰＵや、専用又は汎用のプロセッサを備える回路である。プロセッサは、記憶回路４１に記憶した各種のプログラムを実行することによって、後述する各種の機能を実現する。処理回路４０は、ＦＰＧＡ（field programmable gate array）やＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）等のハードウェアで構成してもよい。これらのハードウェアによっても後述する各種の機能を実現することができる。また、処理回路４０は、プロセッサとプログラムによるソフトウェア処理と、ハードウェア処理とを組み合わせて、各種の機能を実現することもできる。

【0027】

これらの各構成品によって、コンソール４００は、磁気共鳴イメージング装置１全体を制御する。具体的には、検査技師等の操作者による、マウスやキーボード等（入力デバイス４２）の操作によってパルスシーケンスの種類等の撮像条件や、各種の情報、或いは撮像開始等指示を受け付ける。そして、処理回路４０は、入力された撮像条件に基づいてシーケンスコントローラ３４にスキャンを実行させる一方、シーケンスコントローラ３４から送信された生データ、即ち、デジタル化されたＭＲ信号に基づいて画像を再構成する。再構成された画像はディスプレイ４３に表示され、或いは記憶回路４１に保存される。

【0028】

図２は、対比例のＲＦ受信器３９の構成例を示す図である。また、図３は、本実施形態のＲＦ受信器３２の構成例を示す図である。対比例のＲＦ受信器３９、及び、本実施形態のＲＦ受信器３２は、いずれもＡＤ変換器３２０とデジタルフィルタ３２１を有する構成となっている。

【0029】

ＡＤ変換器３２０は、ＲＦコイル２０から出力されるアナログ信号のＭＲ信号をデジタル信号のＭＲ信号に変換している。図２及び図３は、ＲＦコイル２０から出力されるラーモア周波数帯のＭＲ信号を直接ＡＤ変換器３２０でサンプリングする、所謂、ダイレクトサンプリング方式の回路構成を例示している。この場合、例えば、ＡＤ変換器３２０とデジタルフィルタ３２１との間に、ラーモア周波数帯からベースバンドに変換する周波数変換機能が必要となるが、図２及び図３では周波数変換機能の図示を省略している。

【0030】

前述したように、ＭＲ信号の帯域幅は、パルスシーケンスの種類によって変化しうる。より具体的には、リードアウト方向（読み出し方向）の傾斜磁場の大きさや、これに関連する読み出し方向における、ピクセルサイズ、ピクセル数、ＦＯＶの大きさ等の、パルスシーケンスを規定するパラメータの値により、ＭＲ信号の帯域幅は変化する。

【0031】

そこで、このようなＭＲ信号の帯域幅の変化に対応するため、サンプリング周波数を変化させる処理、即ち、リサンプリング処理を行う一方、エイリアシングノイズを除去或いは低減するためのフィルタリング処理を、デジタルフィルタ３２１で実現している。デジタルフィルタ３２１は、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路で実現することができる。

【0032】

図２及び図３では、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）型のデジタルフィルタ３２１を例示しているが、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）型でもよい。なお、以下では、ＦＩＲ型のデジタルフィルタ３２１を例にとって説明していく。

【0033】

ＦＩＲ型のデジタルフィルタ３２１は、タップ数Ｎに対応する複数の遅延素子「Ｚ^－１」と、各遅延素子の間から出力される信号に乗ずる複数のフィルタ係数ａｍ, ｎ（ｍ＝０～Ｍ, ｎ＝０～Ｎ）と、「＋」で図示している複数の加算器とを備えて構成される。ここで、（Ｎ＋１）は１つのデジタルフィルタ３２１に含まれるフィルタ係数の数であり、Ｍはフィルタ係数セットの数である。（Ｎ＋１）個のフィルタ係数ａｍ, ｎ（ｎ＝０～Ｎ）によって、１つのフィルタ係数セットを構成する。

【0034】

１つのフィルタ係数セットによって、デジタルフィルタ３２１の１つの周波数特性が決定される。周波数特性として規定されるべきパラメータにはいくつかの種類があるが、デジタルフィルタ３２１をＬＰＦ（Low Pass Filter）として構成する場合の重要なパラメータの１つは、カットオフ周波数である。この他にも、阻止帯域における減衰量、通過帯域におけるリップル量等のパラメータも、デジタルフィルタ３２１の重要な周波数特性として規定される。

【0035】

複数の異なる周波数特定を有するデジタルフィルタ３２１を実現するには、複数の異なるフィルタ係数セットをデジタルフィルタ３２１に設定すればよい。例えば、Ｍ個の異なるカットオフ周波数を有するデジタルフィルタ３２１を実現するには、Ｍ個の異なるフィルタ係数セットを、デジタルフィルタ３２１に設定すればよい。カットオフ周波数等の周波数特性が規定されれば、公知技術により、フィルタ係数セット（即ち、デジタルフィルタ３２１に設定する複数のフィルタ係数の夫々の値）を算出することができる。

【0036】

図２に示す対比例のＲＦ受信器３９では、デジタルフィルタ３２１を構成する回路素子、例えばＦＰＧＡの形態で構成されるデジタルフィルタ３２１の外部に、複数のフィルタ係数セットを記憶するメモリ３２２を有する構成となっている。メモリ３２２は、例えば、読み出し専用の半導体メモリや、フラッシュメモリ等の不揮発性の半導体メモリである。

【0037】

複数のフィルタ係数セット（図２の例では、フィルタ係数０～フィルタ係数Ｍで示されている、Ｍ個のフィルタ係数セット）のうち、どのフィルタ係数セットを選択するかは、例えば、コンソール３２から送られてくる帯域指定信号によって選択される。

【0038】

そして、選択されたフィルタ係数セットをメモリ３２２から読み出し、デジタルフィルタ３２１に設定する。このような回路構成のＲＦ受信器３９では、パルスシーケンスの種類の変更や、これに伴う帯域幅の変更などによってフィルタ係数セットが増えた場合には、変更作業や確認作業が大きな負担となる。

【0039】

例えば、帯域幅の変更に伴って新たなフィルタ係数セットを増加する場合には、変更すべき帯域幅に対応するフィルタ係数セットを算出するだけではなく、ア）メモリ３２２が実装されている印刷基板を取りはずし、イ）メモリ３２２に新たに算出したフィルタ係数セットのデータを書き込み、ウ）印刷基板の単体での動作確認を行い、エ）さらに印刷基板を装置に組み込んで、磁気共鳴イメージング装置全体としての動作確認を行う、といった作業が必要となる。このように、対比例のＲＦ受信器３９では、フィルタ係数セットの追加に容易に対応できず、拡張性や柔軟性が低い。また、係数セットの変更に伴う確認作業等の負担が大きい。

【0040】

これに対して、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１が具備するＲＦ受信器３２では、デジタルフィルタ３２１を、拡張性が高く、且つ、パルスシーケンスの種類の変更や、これに伴うＭＲ信号の帯域幅の変更等のパラメータ変更に柔軟に対応することができるような構成にしている。

【0041】

図３は、本実施形態における、主にＲＦ受信器３２の構成例を示す図である。図３から明らかなように、本実施形態のＲＦ受信器３２は、前述した対比例のＲＦ受信器３９と同様に、ＡＤ変換器３２０とデジタルフィルタ３２１を具備しているものの、複数のフィルタ係数セットが保存されているメモリ３２２が取り除かれた構成となっている。

【0042】

後述するように、磁気共鳴イメージング装置１では、多くの場合、複数の種類のパルスシーケンスが実行順に配列されたパルスシーケンス群を設定しておき、一旦撮像が開始されると、設定された順序で、パルスシーケンスの種類を変えながら撮像が進行していく。

【0043】

したがって、撮像が開始されると、パルスシーケンスの種類は時間的に動的に変化し、パルスシーケンスの種類の変化に伴ってＭＲ信号の帯域幅も動的に変化する。そこで、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、撮像開始後に動的に変化するパルスシーケンスの種類、或いは、ＭＲ信号の帯域幅に応じて、リアルタイムでフィルタ係数セットを算出し、対応する種類のパルスシーケンスが実行されるときまでに、算出したリアルタイムでフィルタ係数セットを、デジタルフィルタ３２１に設定する構成としている。フィルタ係数の算出は、例えば、コンソール４００の処理回路４０で行っている。

【0044】

図４は、磁気共鳴イメージング装置１のうち、特に処理回路４０の機能ブロック図を示す。図４に示すように、磁気共鳴イメージング装置１の処理回路４０は、パルスシーケンス設定機能４０１、フィルタ係数算出設定機能４０２、フィルタ係数登録機能４０３、再構成機能４０４、及び、画像処理機能４０５の各機能を実現する。これらの各機能は、例えば、処理回路４０が具備するプロセッサが所定のプログラムを実行することによって実現される。

【0045】

上記各機能のうち、パルスシーケンス設定機能４０１は、複数の種類のパルスシーケンスを実行順に配列することによりパルスシーケンス群を設定する。例えば、ディスプレイ４２に表示させた設定画面ＳＣ１（図６参照）を見ながら、マウスやキーボード等の入力デバイス４３をユーザが操作することにより、パルスシーケンス群を設定する。

【0046】

パルスシーケンス設定機能４０１で設定されたパルスシーケンスのパラメータに関する情報は、シーケンスコントローラ３４に送出され、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸方向の傾斜磁場の波形（傾斜磁場の大きさとタイミングを含む）、ＲＦ信号の波形（ＲＦ信号の大きさとタイミングを含む）、ＭＲ信号のサンプリングタイミング等の各種信号が、シーケンスコントローラ３４で生成される。

【0047】

一方、パルスシーケンス設定機能４０１で設定されるパルスシーケンスの種類、或いは、パルスシーケンスの種類に基づいて定まるＭＲ信号の帯域幅に関する情報は、フィルタ係数算出設定機能４０２にも送出される。

【0048】

フィルタ係数算出設定機能４０２は、実行されるパルスシーケンスに対応するＭＲ信号の帯域幅から、パルスシーケンスを実行する都度フィルタ係数セットを算出する。そして、算出したフィルタ係数セットを、パルスシーケンスを実行する都度、デジタルフィルタ３２１に設定する。

【0049】

フィルタ係数登録機能４０３は、フィルタ係数算出設定機能４０２によって算出されたフィルタ係数セットを、対応するパルスシーケンスの種別と関連付けて記憶回路４１に登録する。

【0050】

図５は、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１の処理例を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートに沿って、磁気共鳴イメージング装置１の動作をより詳しく説明していく。

【0051】

まず、ステップＳＴ１００で、パルスシーケンス群の設定を行う。ステップＳＴ１００の処理は、主に、パルスシーケンス設定機能４０１によって行われる。

【0052】

図６は、ディスプレイ４２に表示されるパルスシーケンスの設定画面ＳＣの一例を示す図である。設定画面ＳＣは、その右側から、撮像部位を指定するウィンドウＷ１、ＰＡＳ名を指定するウィンドウＷ２、及び、指定されたＰＡＳに含まれるパルスシーケンス群を表示するウィンドウＷ３を有している。さらに、ＰＡＳに含まれるパルスシーケンス群の中から複数のパルスシーケンスを選択し、これから行う撮像において実行すべきパルスシーケンス群として、実行順に配列するウィンドウＷ４を有している。

【0053】

ここで、ＰＡＳ（Programmable Anatomical Scan）とは、様々な解剖学的撮像部位（例えば、頭部や脚部等）に応じた複数のパルスシーケンス群を記憶するデータベースである。例えば、図６に例示するように、ウィンドウＷ１において、撮像対象部位としてユーザが「頭部」を選択すると、ウィンドウＷ２に、「頭部」に対応する複数のＰＡＳ名（即ち、複数のパルスシーケンス群の夫々に付された識別名）が表示される。ユーザが、複数のＰＡＳ名の中から、例えば、「ＨＥＡＤ ＭＲＡ」を指定すると、指定されたＰＡＳに含まれるパルスシーケンス群がウィンドウＷ３に表示される。

【0054】

ユーザが、ウィンドウＷ３に表示されたパルスシーケンス群の中から、所望のパルスシーケンスを選択すると、選択したパルスシーケンスが、選択した順序に従ってウィンドウＷ４に表示される。そして、撮像が開始されると、ウィンドウＷ４に配列された順序で、各パルスシーケンスが順次実行されることになる。なお、パルスシーケンスは「プロトコル」と呼ばれ、パルスシーケンス群は「プロトコル群」と呼ばれることもある。

【0055】

図５に戻り、図５のステップＳＴ１０１で、選択されたパルスシーケンス群の中の夫々のパルスシーケンスの種別に対応するフィルタ係数セットの算出を開始する。

【0056】

一方、図５のステップＳＴ１１０では、選択されたパルスシーケンス群の中の夫々のパルスシーケンスの種別に対応するフィルタ係数セットの算出状況をディスプレイ４２に表示する。

【0057】

図６に示すように、ディスプレイ４２に表示される設定画面ＳＣのウィンドウＷ４には、実行順序を示す「No」の欄と、選択されたパルスシーケンスの種別を示す「Sequence ID」の欄に加えて、「算出時間」と「算出状況」の欄が設けられている。

【0058】

フィルタ係数算出設定機能４０２は、これから実行しようとするパルスシーケンス群のうち、少なくとも１つのパルスシーケンスが選択されると、選択されたパルスシーケンスの種類に対応するＭＲ信号の帯域幅を決定することが可能であり、対応するフィルタ係数セットの算出を開始することができる。

【0059】

ウィンドウＷ４の「算出状況」欄は、フィルタ係数セットの算出状況を表示している。例えば、該当するパルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットの算出が終了しているときは、「算出状況」欄に「済」と表示し、フィルタ係数セットをまさに算出中であるときには、「算出中」と表示し、未だ算出していない場合には、「未」と表示する。このような表示により、フィルタ係数セットの算出状況を容易に把握することができる。ウィンドウＷ４の「算出状況」欄への表示は、例えば、フィルタ係数算出設定機能４０２が行うことができる。

【0060】

他方、図５のステップＳＴ１０２で、フィルタ係数算出設定機能４０２は、夫々のパルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットの予想算出時間をディスプレイ４２に表示させてもよい。例えば、ウィンドウＷ４の「算出時間」欄に、フィルタ係数セットの予想算出時間を表示することができる。パルスシーケンスの種類、或いは、これに対応するＭＲ信号の帯域が決定されれば、実際にフィルタ係数セットの算出を行う前に、概略の予想算出時間を、過去の計算実績等から推定することが可能である。ウィンドウＷ４の「算出時間」欄には、推定された予想算出時間が表示される。

【0061】

ステップＳＴ１０３で、撮像開始がユーザによって指示される。この指示に伴って、設定されたパルスシーケンス群の実行順序にしたがって、パルスシーケンス群内の夫々のパルスシーケンスが、順次実行される。

【0062】

ステップＳＴ１０４では、夫々のパルスシーケンスの実行前に、対応するフィルタ係数セットをデジタルフィルタ３２１に設定する。ステップＳＴ１０４の処理も、フィルタ係数算出設定機能４０２によって行われる。

【0063】

ステップＳＴ１０５では、ステップＳＴ１０４の処理の後、即ち、実行しようとするパルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットがデジタルフィルタ３２１に設定された後、当該パルスシーケンスが実行される。

【0064】

このパルスシーケンスの実行により、ＲＦコイル２０で収集されたＭＲ信号は、その帯域幅に適合されたデジタルフィルタ３２１によりフィルタリング処理される。フィルタリング処理されたＭＲ信号は、その後、図４に示す再構成機能４０４によって画像化され、診断用の画像が生成される。さらに、この診断用の画像は、画像処理機能４０５で所望の画像処理が施された後、ディスプレイ４２に表示される。

【0065】

図５のステップＳＴ１０６では、撮像の終了判定が行われる。設定されたパルスシーケンス群内のパルスシーケンスの実行が全て終了した場合は処理を終了する。一方、実行すべきパルスシーケンスが未だ残っている場合には、ステップＳＴ１０４に戻り、ステップＳＴ１０４とステップＳＴ１０５の処理を繰り返す。

【0066】

図７及び図８は、パルスシーケンス群を設定し、夫々のパルスシーケンスが実行される時間経過（図７及び図８の上段に示す）と、フィルタ係数セットを算出し、デジタルフィルタ３２１に設定する時間経過（図７及び図８の下段に示す）との関係を模式的に示した図である。

【0067】

図７は、ユーザによるパルスシーケンス群の設定が開始され、少なくとも１つのパルスシーケンスの種類が設定された直後からフィルタ係数セットの算出し、撮像が開始されるまでの期間の間に、全てのフィルタ係数セットの算出を完了させる、第１の例を示している。

【0068】

図７の上段に示す「パルスシーケンス群の設定」の期間は、図６に示すウィンドウＷ３に表示されたパルスシーケンス群の中から、所望のパルスシーケンスをユーザが選択することにより、１つの検査で連続して実行しようとするパルスシーケンス群を設定する期間である。

【0069】

「パルスシーケンス群の設定」の後に続く「パルスシーケンスの編集」の期間は、設定したパルスシーケンス群の中の各パルスシーケンス内の、例えばフリップ角、スライス数等の個々のパラメータを必要に応じて編集する期間である。

【0070】

「パルスシーケンスの編集」が終了すると、撮像開始がユーザによって指示され、一連のパルスシーケンスが、設定された順序にしたがって実行される。図７及び図８に示した例では、「プリスキャン（１）」の後に「診断スキャン（１）」が続き、さらに、「プリスキャン（２）」の後に「診断スキャン（２）」が続く例が示されている。「診断スキャン（１）」は、例えば、拡散強調撮像（ＤＷＩ：Diffusion Weighted Imaging）用のパルスシーケンスを用いて診断画像を取得する診断スキャンであり、「診断スキャン（２）」は、例えば、Ｔ２強調撮像（Ｔ２ＷＩ：T2 Weighted Imaging）用のパルスシーケンスを用いて診断画像を取得する診断スキャンである。

【0071】

プリスキャンは、診断スキャンの前に、例えば、当該診断スキャンの信号レベルを調整するために、ＲＦ受信器３２が具備している増幅器の利得の校正等を行うスキャンである。例えば、「プリスキャン（１）」は、「診断スキャン（１）」のための利得校正用のプリスキャンであり、「プリスキャン（２）」は、「診断スキャン（１）」のための利得校正用のプリスキャンである。

【0072】

診断スキャンでは高精細な画像を生成する必要があるため、診断スキャンで収集するＭＲ信号に適用するデジタルフィルタの特性にも高い性能が要求される。例えば、阻止帯域の減衰量にも非常に大きな値が要求される一方、通過帯域のリプルにも非常に小さな値が要求される。このため、ＦＩＲ型のデジタルフィルタのタップ数（即ち、フィルタ係数の数）も、例えば、数百タップといった大きな数が求められることになり、フィルタ係数セットの算出にも時間を要することになる。

【0073】

これに対して、プリスキャンで収集するデータは画像を直接生成するためのものではないため、阻止帯域の減衰量や通過帯域のリプル等のデジタルフィルタの性能も、診断スキャンの性能に比べて高くない。そこで、本実施形態では、プリスキャンのパルスシーケンスに対応するタップ数（即ち、フィルタ係数の数）を、診断スキャンのパルスシーケンスに対応するタップ数よりも少なくしている。これにより、プリスキャンと診断スキャンとを含めた全体のフィルタ係数セットの算出時間を短縮している。

【0074】

図８は、撮像開始の時点では全てのフィルタ係数セットの算出は完了していないものの、該当する診断スキャンのパルスシーケンスが実行される前までには、このパルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットの算出が完了している例を示している。

【0075】

例えば、「診断スキャン（１）」に対応するフィルタ係数（２）は、「プリスキャン（１）」の実行中に算出され、「診断スキャン（１）」の開始時点では算出が完了して、デジタルフィルタ３２１に設定している。

【0076】

また例えば、「診断スキャン（２）」に対応するフィルタ係数（４）は、「診断スキャン（２）」よりも前に実行される「診断スキャン（１）」の実行中に算出され、「診断スキャン（２）」の開始時点では算出が完了し、デジタルフィルタ３２１に設定している。

【0077】

高い性能を有するデジタルフィルタ３２１はタップ数も多くなり、フィルタ係数セットの算出に、例えば、数秒を要することも考えられる。このため、ユーザが撮像開始を指示した時点では、全てのフィルタ係数セットの算出が完了しない場合も考えられる。このような場合でも、上述したように、ａ）プリスキャン用のデジタルフィルタ３２１のタップ数を診断スキャン用のタップ数よりも少なくし、プリスキャン用のフィルタ係数セットの算出時間を短縮する、ｂ）プリスキャン実行中に次の診断スキャンのフィルタ係数セットの算出を行う、ｃ）診断スキャンの実行中に、実行中の診断スキャンよりも後に行なわれる診断スキャンのフィルタ係数セットの算出を行う、等の方策により、該当する診断スキャンのパルスシーケンスが実行される前までに、このパルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットの算出を完了させることができる。

【0078】

さらに、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１では、フィルタ係数登録機能４０３により、既に算出したフィルタ係数セットを再利用することもできる。図９は、フィルタ係数セットを登録し、再利用する動作の処理例を示すフローチャートである。

【0079】

図９では、図５と同じ処理には同じ符号を付している。ステップＳＴ１０１で、各パルスシーケンスのフィルタ係数セットの算出を開始した後、ステップＳＴ２００で、設定されているパルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットが登録済みであるか否かを、例えば、記憶回路４１を参照して判定する。登録済みの場合は、ステップＳＴ２０１で、当該登録済みのフィルタ係数セットを記憶回路４１から読み出して、当該パルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットの算出処理をスキップする。

【0080】

設定されているパルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットが登録されていない場合には、前述したように、対応するフィルタ係数セットを順次新たに算出する。

【0081】

ステップＳＴ１０６で終了判定が行われた後、ステップＳＴ２０２では、新たに算出したフィルタ係数セットを、対応するパルスシーケンスの種別と関連付けて、記憶回路４１に登録する。

【0082】

上述した処理では、同じ種別のパルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットを繰り返し算出することを避けることができ、全体として、フィルタ係数セットの算出時間を短縮することが可能となる。

【0083】

以上説明してきたように、各実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、磁気共鳴信号用のデジタルフィルタを、拡張性が高く、且つ、パルスシーケンスの種類の変更や受信帯域幅の変更等のパラメータ変更に柔軟に対応させることができる。

【0084】

なお、各実施形態の記載におけるパルスシーケンス設定機能は、特許請求の範囲の記載におけるシーケンス設定部の一例である。また、各実施形態の記載におけるフィルタ係数算出設定機能は、特許請求の範囲の記載における算出設定部の一例である。また、各実施形態の記載における、フィルタ係数登録機能は、特許請求の範囲の記載における登録部の一例である。

【0085】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0086】

１ 磁気共鳴イメージング装置
３２ ＲＦ受信器
３４ シーケンスコントローラ
４０ 処理回路
４１ 記憶回路
４２ ディスプレイ
４３ 入力デバイス
３２０ ＡＤ変換器
３２１ デジタルフィルタ
４００ コンソール
４０１ パルスシーケンス設定機能
４０２ フィルタ係数算出設定機能
４０３ フィルタ係数登録機能
４０４ 再構成機能
４０５ 画像処理機能

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】