磁気共鳴イメージング装置
【課題】 局所コイルの故障を自動的に判定し、その旨を使用者に認識させる。
【解決手段】 ＳＮＲ算出部6-1〜6-nは、ＭＡＰスキャンに用いられる局所コイルのそれぞれについて、プレスキャンの全スライスにおける出力信号の強度のいくつかの上位値の平均値といくつかの下位値の平均値との比としてＳＮＲを算出する。故障判定部７は、ＳＮＲの最大値に対して規定度合い以下であるＳＮＲに対応する局所コイルが故障であると判定する。
【解決手段】 ＳＮＲ算出部6-1〜6-nは、ＭＡＰスキャンに用いられる局所コイルのそれぞれについて、プレスキャンの全スライスにおける出力信号の強度のいくつかの上位値の平均値といくつかの下位値の平均値との比としてＳＮＲを算出する。故障判定部７は、ＳＮＲの最大値に対して規定度合い以下であるＳＮＲに対応する局所コイルが故障であると判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の局所コイルをそれぞれの感度領域が他の少なくとも１つの局所コイルの感度領域と一部で重なるように配置したフェーズドアレイコイルを備えた磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置は、フェーズドアレイコイル（ＰＡＣ）の各局所コイルのそれぞれの出力に基づくイメージを合成して１つのイメージを作成する。従って、一部の局所コイルが故障していても、他の正常な局所コイルの出力に基づいてイメージが作成される。
【０００３】
しかしながら、故障している局所コイルの出力信号もそのまま合成されるために、ＳＮＲ（Signal-to-Noise Ratio）が低下し、画質は低下する。この画質低下が局所コイルの故障に因ることを使用者が判断することは困難であり、この状態のまま使用され続けてしまう恐れがあった。
【０００４】
なお、全ての局所コイルを使用した事前のスキャンによって感度領域が撮影範囲外となる局所コイルを判定し、このような局所コイルをイメージングスキャンの際に用いないようにする磁気共鳴イメージング装置は知られている（例えば特許文献１を参照）。このような磁気共鳴イメージング装置によれば、故障している局所コイルは、その感度領域が撮影範囲外であるとみなされ、イメージングスキャンに使用されなくなるかもしれない。しかしながら、本来は使用するべき局所コイルが使用されなくなるために、使用者が局所コイルの故障にさらに気付きにくくなってしまう恐れがある。
【特許文献１】特開２００２−３５５２３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように従来は、局所コイルの故障を使用者が画質から判断しなければならないために、その故障への対処が遅れてしまう恐れがあった。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、局所コイルの故障を自動的に判定し、その旨を使用者に認識させることができる磁気共鳴イメージング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の目的を達成するために本発明は、複数の局所コイルを配置したフェーズドアレイコイルと、イメージングスキャンに先立って、イメージングスキャン領域の少なくとも一部を含む領域をプレスキャンするプレスキャン手段と、前記プレスキャンで前記局所コイルのそれぞれから出力された出力信号に基づいて前記局所コイルのそれぞれの故障の有無を判断する判断手段とを備えて磁気共鳴イメージング装置を構成した。
【０００８】
また前記の目的を達成するために別の本発明は、複数の局所コイルを配置したフェーズドアレイコイルと、前記複数のフェーズドアレイコイルの感度領域を包含する感度領域を持った広域コイルと、イメージングスキャンに先立って、イメージングスキャン領域の少なくとも一部を含む領域をプレスキャンするプレスキャン手段と、前記プレスキャンで、ほぼ同一のスキャン位置についての前記局所コイルから出力された出力信号と前記広域コイルから出力された出力信号とに基づいて前記局所コイルのそれぞれの故障の有無を判断する判断手段とを備えて磁気共鳴イメージング装置を構成した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、局所コイルの故障を自動的に判定し、その旨を使用者に認識させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置と称する）１００の要部構成を示すブロック図である。磁気共鳴イメージング装置１００は、この図１に示す要素以外にも周知のＭＲＩ装置が備える種々の要素を有するが、これらについては図示および説明を省略する。
【００１２】
図１に示すようにＭＲＩ装置１００は、フェーズドアレイコイル１、検波部2-1，2-2…，2-n、Ａ／Ｄ変換部3-1，3-2…，3-n、再構成部4-1，4-2…，4-n、記憶部5-1，5-2…，5-n、ＳＮＲ算出部6-1，6-2…，6-n、故障判定部７、ホールボディコイル（ＷＢコイル）８、検波部９、Ａ／Ｄ変換部１０、再構成部１１、記憶部１２、ＰＡＣ合成部１３および感度補正ＭＡＰ画像生成部１４を含む。
【００１３】
フェーズドアレイコイル１は、さらに複数の局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nを含む。そして局所コイル1a-1，1a-2…，1a-n、検波部2-1，2-2…，2-n、Ａ／Ｄ変換部3-1，3-2…，3-n、再構成部4-1，4-2…，4-n、記憶部5-1，5-2…，5-nおよびＳＮＲ算出部6-1，6-2…，6-nの１つずつが１組となって、フェーズドアレイコイル１の１チャネル分の処理系を形成している。なお以下においては、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-n、検波部2-1，2-2…，2-n、Ａ／Ｄ変換部3-1，3-2…，3-n、再構成部4-1，4-2…，4-n、記憶部5-1，5-2…，5-nおよびＳＮＲ算出部6-1，6-2…，6-nは、それぞれを区別する必要がある場合を除き、局所コイル１ａ、検波部２、Ａ／Ｄ変換部３、再構成部４、記憶部５およびＳＮＲ算出部６と表記する。
【００１４】
局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nは、それぞれの感度領域が他の少なくとも１つの局所コイルの感度領域と一部で重なるように配置される。そして各局所コイル１ａは、感度領域内から送信されるＭＲ信号を受信する。検波部２は、局所コイル１ａの出力信号を検波する。Ａ／Ｄ変換部３は、検波部２の出力信号をアナログ／ディジタル変換する。再構成部４は、Ａ／Ｄ変換部３の出力信号に基づいて画像を再構成する。記憶部５は、再構成部４の出力データを記憶する。ＳＮＲ算出部６は、記憶部５に記憶されたデータに基づいてＳＮＲを算出する。
【００１５】
故障判定部７は、ＳＮＲ算出部6-1，6-2…，6-nのそれぞれで算出されたＳＮＲに基づいて、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nの故障の有無を判定する。故障判定部７は、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nのいずれかが故障している場合に、その旨を示した画像の表示を表示部２００に行わせる。なお表示部２００としては、ＭＲＩ装置１００のオペレータにより目視される表示器やＭＲＩ装置１００の監視者により目視される表示器などである。表示部２００は、ＭＲＩ装置１００の外部のデバイスであっても良いし、ＭＲＩ装置１００に設けられた操作卓に装着されたデバイスなどのように内蔵されたものであっても良い。また、故障判定部７は、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nのいずれかが故障している場合に、パトランプの様な発行デバイス、スピーカやブザーなどのような鳴動デバイス、バイブレータなどのような振動デバイスなどを駆動するようにしても良い。あるいは、故障判定部７は、ＭＲＩ装置１００を自動監視する故障監視装置に通知情報を出力するようにしても良い。
【００１６】
ホールボディコイル８は、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nの感度領域の全てを包含する広い感度領域を持った広域コイルである。検波部９は、ホールボディコイル８の出力信号を検波する。Ａ／Ｄ変換部１０は、検波部９の出力信号をアナログ／ディジタル変換する。再構成部１１は、Ａ／Ｄ変換部１０の出力信号に基づいて画像を再構成する。記憶部１２は、再構成部１１の出力データを記憶する。
【００１７】
ＰＡＣ合成部１３は、記憶部5-1，5-2…，5-nのそれぞれに記憶されたデータが示す画像を合成し、フェーズドアレイコイル１を用いて取得したものとしての１つの画像を生成する。ＰＡＣ合成部１３により生成される画像は、ＭＡＰスキャン時には感度ＭＡＰ画像であり、イメージングスキャン時には断層像を表すデータである。なおＰＡＣ合成部１３は、イメージングスキャン時には、上記の合成処理の際に感度補正ＭＡＰ画像生成部１４が生成する感度補正ＭＡＰ画像に基づく補正を行う。この補正処理としては、周知の処理を適用できる。
【００１８】
感度補正ＭＡＰ画像生成部１４は、ＰＡＣ合成部１３が出力する感度ＭＡＰ画像と、記憶部１２に記憶されたデータとに基づいて、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nの感度のばらつきに応じた感度補正ＭＡＰ画像を生成する。この感度補正ＭＡＰ画像を生成する処理としては、周知の処理を適用できる。
【００１９】
次に以上のように構成されたＭＲＩ装置１００の動作について説明する。
このＭＲＩ装置１００では、実際に診断などに使用する断層像データを取得するためのイメージングスキャンを行うのに先立って、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nの感度のばらつきを検出するためのＭＡＰスキャンを行う。このＭＡＰスキャンは、イメージングスキャンでのイメージング範囲と感度領域の一部が重なる局所コイル１ａのみを全て用いて行う。例えば、フェーズドアレイコイル１が局所コイル１ａを６つ含み、かつそれらの局所コイル１ａが、感度領域が図２に示すように分布するように配置されているとする。そして、図２に示すようなイメージング領域についてイメージングスキャンを行おうとしているとする。この場合、Ｃｈ．２，３，５，６の感度領域の一部がそれぞれイメージング領域に重なるので、これらのＣｈ．２，３，５，６に対応する局所コイル１ａをＭＡＰスキャンに用いる。Ｃｈ．１，４に対応する局所コイル１ａは、ＭＡＰスキャンに用いない。そして例えば、図２に示すようなＭＡＰ領域についてＭＡＰスキャンを行う。なお以下においては、ＭＡＰスキャンに用いるチャネルを、第１のＭＡＰチャネル〜第ｋのＭＡＰチャネルと称する。
【００２０】
このＭＡＰスキャンを行うに当たり故障判定部７は、図３に示すような処理を実行する。
ステップＳａ１において故障判定部７は、変数ｉを「１」に初期設定する。この上でステップＳａ２において故障判定部７は、ＭＡＰスキャンが完了するのを待ち受ける。
【００２１】
一方、ＭＡＰチャネルに属するＳＮＲ算出部６は、ＭＡＰスキャンにより再構成されて記憶部５に記憶されたデータに基づいて、当該ＭＡＰチャネルに関するＳＮＲを算出する。具体的にＳＮＲ算出部６は、ＭＡＰスキャンにおける全スライスの生データ信号強度（ＭＲ信号値）のうちから上位１０％の値をそれぞれ選定し、これらの値の平均値AVEhighを算出する。ＳＮＲ算出部６は、ＭＡＰスキャンにおける全スライスの生データ信号強度（ＭＲ信号値）のうちから下位１０％の値をそれぞれ選定し、これらの値の平均値AVElowを算出する。そしてＳＮＲ算出部６は、平均値AVEhighと平均値AVElowとの比として、１つのＭＡＰチャネルについてのＳＮＲを算出する。すなわちＳＮＲは、次の(1)式により算出される。
【００２２】
ＳＮＲ＝AVEhigh／AVElow …(1)
さて、ＭＡＰスキャンが完了したならば、故障判定部７はステップＳａ２からステップＳａ３へ進む。ステップＳａ３において故障判定部７は、第１〜第ｋのＭＡＰチャネルのそれぞれに関するＳＮＲをＳＮＲ(1)〜ＳＮＲ(k)として取得する。ステップＳａ４において故障判定部７は、上記のＳＮＲ(1)〜ＳＮＲ(k)のうちから最大値を選定し、この最大値を変数ＳＮＲmaxに代入する。
【００２３】
ステップＳａ５において故障判定部７は、次の(2)式が満たされるか否かを確認する。
ＳＮＲ(i)＜ＳＮＲmax×Ｃ …(2)
なお、Ｃは予めシミュレーションや評価などにより予め定めた係数であり、少なくとも１未満である。
【００２４】
(2)式が満たされると判断した場合に故障判定部７は、ステップＳａ５からステップＳａ６へ進む。ステップＳａ６において故障判定部７は、第ｉのチャネルを故障チャネルに設定する。この後に故障判定部７は、ステップＳａ７へ進む。これに対して、(2)式が満たされないと判断した場合に故障判定部７は、ステップＳａ６を行うことなしにステップＳａ５からステップＳａ７へ進む。従って、このときの第ｉのＭＡＰチャネルは故障チャネルに設定されない。
【００２５】
ステップＳａ７において故障判定部７は、変数ｉの値を１つ増加する。ステップＳａ８において故障判定部７は、変数ｉがＭＡＰチャネルの数ｋ以上になっているか否かを確認する。そして故障判定部７は、ここで変数ｉがｋ以上になっていることが確認できるまで、ステップＳａ５乃至ステップＳａ８を繰り返す。これにより、ＭＡＰチャネルのそれぞれについて、順次故障の有無がチェックされる。変数ｉがｋ以上になったことを確認したならば、すなわち全てのＭＡＰチャネルについてのチェックが完了したならば、故障判定部７はステップＳａ８からステップＳａ９へ進む。
【００２６】
ステップＳａ９において故障判定部７は、故障チャネルとして設定されたチャネルがあるか否かを確認する。そして故障チャネルがある場合に故障判定部７は、ステップＳａ９からステップＳａ１０へ進む。ステップＳａ１０において故障判定部７は、警報処理を行う。この警報処理にて故障判定部７は例えば、故障チャネルに対応する局所コイル１ａが故障していることを表す情報を表示部２００に表示させる。また故障判定部７は、ＰＡＣ合成部１３に故障している局所コイル１ａがいずれであるかを通知する。
【００２７】
表示部２００に表示させる情報は、例えば図４に示すような画像とする。図４に示す画像は、脊椎用の４チャネルフェーズドアレイコイルについての故障判定の結果を通知する。図４においては、４つの局所コイルが体軸方向に沿って並べられていることを示している。ハッチングは、他の箇所とは色を異ならせていることを示している。そして、この色を異ならせた箇所に対応する局所コイルが故障していることを示している。
【００２８】
このような通知により、ユーザは、局所コイルが故障していること、ならびにその故障している局所コイルがいずれであるのかを容易に認識できる。
【００２９】
警報処理を終えたならば、故障判定部７は図３に示す処理を終了する。なお、故障チャネルが無かった場合、故障判定部７はステップＳａ１０を行うことなく、ステップＳａ９から図３に示す処理を終了する。
【００３０】
ＰＡＣ合成部１３は、故障判定部３２からの通知に基づいて、いずれの局所コイル１ａが故障しているかを管理しておく。そしてＰＡＣ合成部１３はイメージングスキャンの際には、故障している局所コイル１ａが属するチャネルについての画像は、ＰＡＣ合成に使用しない。
【００３１】
以上のように第１の実施形態のＭＲＩ装置１００によれば、ＭＡＰチャネルのうちで、ＳＮＲが最大値ＳＮＲmaxよりも大幅に小さいチャネルについては、対応する局所コイル１ａが故障していると判定して、その旨を警報する。ＭＡＰスキャンでは、各ＭＡＰチャネルの一部が必ずイメージング範囲と重なるから、ＭＡＰスキャンにおける全スライスでＭＲ信号が受信されないことは正常な状況においては無いはずである。このため、ＳＮＲが最大値ＳＮＲmaxよりも大幅に小さいチャネルについては、感度領域内でＭＲ信号が生じているにも拘わらずにそれを受信できていないことになるから、上記のように局所コイル１ａの故障と判定することができる。そして、局所コイル１ａの故障が検出された場合にはその旨の警報が行われるから、使用者や管理者はその故障への対処を迅速に行うことができる。
【００３２】
また、故障していると判定された局所コイル１ａはイメージングスキャンに使用されないため、上記の警報に基づく修理が行われるまでの間にイメージングスキャンを行う場合でも、故障している局所コイル１ａの受信信号によるＳＮＲの低下を来すことなく撮影を行うことが可能である。
【００３３】
（第２の実施形態）
図５は第２の実施形態に係るＭＲＩ装置３００の要部構成を示すブロック図である。ＭＲＩ装置３００の構成は、ＭＲＩ装置１００の構成と大部分で共通する。図５では、ＭＲＩ装置１００と異なる特徴的な構成のみを図示している。図５において図１と同一の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３４】
ＭＲＩ装置３００がＭＲＩ装置１００と異なっているのは、局所コイルとしてクアドラチャーコイル（ＱＤコイル）を備えたフェーズドアレイコイルを、フェーズドアレイコイル１に代えて備える点である。図５では、フェーズドアレイコイルにおける１チャネル分の処理系のみを図示している。すなわち、ＭＲＩ装置３００は、フェーズドアレイコイルにおける１チャネル分の処理系を、検波部２、Ａ／Ｄ変換部３、再構成部４、記憶部５、ＳＮＲ算出部６、ＱＤコイル２１、ピークホールド部２２，２３および強度比算出部２４により形成する。そして図示は省略しているが、これと同様な構成の処理系がＭＲＩ装置１００のようにｎ系列分設けられている。なお、ホールボディコイル（ＷＢコイル）８、検波部９、Ａ／Ｄ変換部１０、再構成部１１、記憶部１２、ＰＡＣ合成部１３および感度補正ＭＡＰ画像生成部１４についても図示を省略している。
【００３５】
ＱＤコイル２１は、ＲＦコイル２１ａ，２１ｂおよびＱＤ合成部２１ｃを有する。ＲＦコイル２１ａ，２１ｂは、互いに位相が９０度ずれたＭＲ信号を受信する。ＱＤ合成部２１ｃは、ＲＦコイル２１ａ，２１ｂのそれぞれの出力信号をＱＤ合成する。
【００３６】
ピークホールド部２２，２３には、ＲＦコイル２１ａ，２１ｂの出力信号がそれぞれ入力される。ピークホールド部２２，２３は、それぞれの入力信号のピーク値を検出し、保持する。強度比算出部２４は、ピークホールド部２２，２３がそれぞれ保持するピーク値の絶対値の比を算出する。すなわち強度比算出部２４は、ＱＤコイル２１のＩチャネルの信号とＱチャネルの信号との強度比（以下、ＩＱ強度比と称する）を算出する。
【００３７】
さらにＭＲＩ装置３００では、ＭＲＩ装置１００における故障判定部７に代えて故障判定部２５を備える。故障判定部２５には、各処理系のＳＮＲ算出部６で算出されたＳＮＲの他に、各処理系の強度比算出部２４で算出されたＩＱ強度比が入力される。故障判定部２５は、各処理系のＳＮＲ算出部６のそれぞれで算出されたＳＮＲと、各処理系の強度比算出部２４で算出されたＩＱ強度比とに基づいて、各処理系のＱＤコイル２１の故障の有無を判定する。故障判定部２５は、ＱＤコイル２１のいずれかが故障している場合に、その旨を示した画像の表示を表示部２００に行わせる。
【００３８】
次に以上のように構成されたＭＲＩ装置３００の動作について説明する。
ＭＡＰスキャンが行われる際、ＭＡＰチャネルに属するＲＦコイル２１ａ，２１ｂは、Ｉ成分およびＱ成分の信号をそれぞれ出力するが、これらの信号はＱＤ合成部２１ｃにより合成されるのと並行して、各信号のピーク値Ｉmax，Ｑmaxの検出がピークホールド部２２，２３でそれぞれ行われる。
【００３９】
そして強度比算出部２４が、次の(3)式によりＩＱ強度比Ｒiqを算出する。
Ｒiq＝abs（Ｉmax）／abs（Ｑmax） …(3)
一方、ＭＡＰスキャンを行うに当たり故障判定部２５は、図６に示すような処理を実行する。なお、図６において図３に示されるのと同一の処理には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
故障判定部２５は、ステップＳａ１乃至ステップＳａ４を第１の実施形態と同様に行った後、ステップＳｂ１へ進む。ステップＳｂ１において故障判定部２５は、第１〜第ｋのＭＡＰチャネルのそれぞれに関するＩＱ強度比ＲiqをＲiq(1)〜Ｒiq(k)として取得する。
【００４１】
続いて故障判定部２５は、ステップＳａ５を第１の実施形態と同様に行う。そして、(2)式が満たされないと判断した場合に故障判定部２５は、ステップＳａ５からステップＳｂ２へ進む。ステップＳｂ２において故障判定部２５は、次の(4)式が満たされるか否かを確認する。
ＴＨmin＜Ｒiq(i)＜ＴＨmax …(4)
なおこの(4)式で、ＴＨminおよびＴＨmaxは、ＱＤコイル２１が正常な状態におけるＩＱ強度比の最小値および最大値をそれぞれ考慮して定めた許容範囲の下限および上限を示す閾値である。
【００４２】
(4)式が満たされると判断した場合に故障判定部２５は、ステップＳｂ２からステップＳａ６へ進む。(4)式が満たされないと判断した場合に故障判定部２５は、ステップＳｂ２からステップＳａ７へ進む。
【００４３】
以降において故障判定部２５は、ステップＳａ６乃至ステップＳａ１０を第１の実施形態と同様に行う。
【００４４】
かくしてこの第２の実施形態によれば、ＭＡＰチャネルのうちで、ＳＮＲが最大値ＳＮＲmaxよりも大幅に小さいチャネルに加えて、ＩＱ強度比が許容範囲から外れるチャネルについても、対応するＱＤコイル２１が故障していると判定して、その旨を警報する。ＱＤコイル２１は、ＲＦコイル２１ａ，２１ｂの一方のみが故障したとしても、ＱＤ合成後の信号強度が極端には低下しないので、ＳＮＲの低下による故障検出が困難な場合がある。しかしこのような場合でも第２の実施形態によれば、故障を検出できる。
【００４５】
（第３の実施形態）
図７は第３の実施形態に係るＭＲＩ装置４００の要部構成を示すブロック図である。ＭＲＩ装置４００の構成は、ＭＲＩ装置１００の構成と大部分で共通する。図７において図１と同一の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４６】
図７に示すようにＭＲＩ装置４００は、フェーズドアレイコイル１、検波部2-1，2-2…，2-n、Ａ／Ｄ変換部3-1，3-2…，3-n、再構成部4-1，4-2…，4-n、記憶部5-1，5-2…，5-n、ホールボディコイル（ＷＢコイル）８、検波部９、Ａ／Ｄ変換部１０、再構成部１１、記憶部１２、ＰＡＣ合成部１３、感度補正ＭＡＰ画像生成部１４、強度比算出部31-1，31-2…，31-nおよび故障判定部３２を含む。すなわちＭＲＩ装置４００は、ＭＲＩ装置１００におけるＳＮＲ算出部6-1，6-2…，6-nおよび故障判定部７に代えて、強度比算出部31-1，31-2…，31-nおよび故障判定部３２を備えている。なお、強度比算出部31-1，31-2…，31-nについても、それぞれを区別する必要がある場合を除き、強度比算出部３１と表記する。
【００４７】
強度比算出部３１は、記憶部５に記憶されたデータと記憶部１２に記憶されたデータとに基づいて局所コイル１ａでの受信強度とホールボディコイル８での受信強度との比を算出する。
【００４８】
故障判定部３２は、強度比算出部31-1，31-2…，31-nのそれぞれで算出された強度比に基づいて、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nの故障の有無を判定する。故障判定部３２は、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nのいずれかが故障している場合に、その旨を示した画像の表示を表示部２００に行わせる。
【００４９】
次に以上のように構成されたＭＲＩ装置４００の動作について説明する。
ＭＡＰスキャンが行われる際、ＭＡＰチャネルに属する強度比算出部３１では、記憶部５に記憶されるデータが示す感度ＭＡＰ画像内における上位１０％の信号強度値と、それらの信号強度値が現れている位置とを判定する。そして強度比算出部３１は、上記の上位１０％の信号強度値の平均値を算出し、これを局所強度値とする。また強度比算出部３１は、記憶部１２に記憶されたデータが示すホールボディ画像内における上記の判定した各位置と同位置の信号強度値を判定する。そして強度比算出部３１は、このホールボディ画像内から判定した信号強度値の平均値を算出し、これをホールボディ強度値とする。最後に強度比算出部３１は、強度比Ｒlwを、次の(5)式により算出する。
Ｒlw＝局所強度値／ホールボディ強度値 …(5)
一方、ＭＡＰスキャンを行うに当たり故障判定部３２は、図８に示すような処理を実行する。なお、図８において図３に示されるのと同一の処理には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５０】
故障判定部３２は、ステップＳａ１およびステップＳａ２を第１の実施形態と同様に行った後、ステップＳｃ１へ進む。ステップＳｃ１において故障判定部３２は、第１〜第ｋのＭＡＰチャネルのそれぞれに関する強度比ＲlwをＲlw(1)〜Ｒlw(k)として取得する。
【００５１】
続いてステップＳｃ２において故障判定部３２は、次の(6)式が満たされるか否かを確認する。
Ｒlw(i)＜ＴＨ …(6)
なお、局所コイル１ａおよびホールボディコイル８のそれぞれの感度を考慮して予め定めた閾値である。
【００５２】
(6)式が満たされると判断した場合に故障判定部３２は、ステップＳｃ１からステップＳａ６へ進む。(6)式が満たされないと判断した場合に故障判定部３２は、ステップＳｃ１からステップＳａ７へ進む。
【００５３】
以降において故障判定部３２は、ステップＳａ６乃至ステップＳａ１０を第１の実施形態と同様に行う。
【００５４】
かくしてこの第３の実施形態によれば、ＭＡＰチャネルのうちで、感度ＭＡＰ画像内における信号強度と、ホールボディ画像内における同一位置の信号強度との強度比が閾値ＴＨ以下に低下しているチャネルについては、対応する局所コイル１ａが故障していると判定して、その旨を警報する。ホールボディコイル８は、局所コイル１ａの感度領域の全てを包含する感度領域を持つから、ＭＡＰスキャンにて局所コイル１ａとホールボディコイル８とでは、同一位置からのＭＲ信号が受信される。局所コイル１ａはホールボディコイル８よりも感度が高いから、上記の同一位置からのＭＲ信号についての受信強度は、局所コイル１ａとホールボディコイル８とで異なるが、その比は局所コイル１ａの感度とホールボディコイル８の感度との差によりほぼ一定となる。このため、上記の強度比Ｒlwが低下するならば、局所コイル１ａの感度が低下していることになるから、上記のように局所コイル１ａの故障と判定することができる。そして、局所コイル１ａの故障が検出された場合にはその旨の警報が行われるから、使用者や管理者はその故障への対処を迅速に行うことができる。
【００５５】
以上の各実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。
第１および第２の実施形態では、ＳＮＲの代わりに、生データ信号強度値の総和を用いても良い。
第１および第２の実施形態では、平均値AVEhighおよびAVElowを算出するためのサンプル値の数は、任意に変更可能である。
第２の実施形態では、ＲＦコイル２１ａ，２１ｂの一方が故障していると判定されたＱＤコイル２１については、正常である方、すなわち出力される信号強度が大きい方のＲＦコイルの出力信号を定数倍してＱＤコイル２１の出力を得るようにしても良い。なお上記の定数は、ＲＦコイル２１ａ，２１ｂの感度差を考慮して予め設定する。ＲＦコイル２１ａ，２１ｂの感度が同じであるならば、上記の定数は例えば√２とすると良い。
第２の実施形態では、各ＱＤコイル２１の幾何学的配置や、各ＱＤコイルの使用部位などによって、各ＱＤコイル２１で受信される信号強度が変化するので、これらを考慮して閾値ＴＨmin，ＴＨmaxをチャネル毎に異ならせても良い。
第２の実施形態では、ＩＱ強度比Ｒiqの代わりに、ＱＤ合成の前後の信号強度比を用いても良い。
第３の実施形態では、局所強度値を算出するためのサンプル値の数は、任意に変更可能である。
各実施形態では、シミングのためのスキャンなどのようなＭＡＰスキャン以外のプレスキャンの結果に基づいて局所コイルの故障の判定を行うようにしても良い。
【００５６】
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の要部構成を示すブロック図。
【図２】ＭＡＰチャネルを説明する図。
【図３】図１中の故障判定部７の処理手順を示すフローチャート。
【図４】故障判定の結果を通知する画像の一例を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るＭＲＩ装置３００の要部構成を示すブロック図。
【図６】図５中の故障判定部２５の処理手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るＭＲＩ装置４００の要部構成を示すブロック図。
【図８】図６中の故障判定部３２の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５８】
１００，３００，４００…ＭＲＩ装置、１…フェーズドアレイコイル、１ａ（1a-1，1a-2…，1a-n）…局所コイル、２（2-1，2-2…，2-n），９…検波部、３（3-1，3-2…，3-n），１０…Ａ／Ｄ変換部、４（4-1，4-2…，4-n），１１…再構成部、５（5-1，5-2…，5-n），１２…記憶部、６（6-1，6-2…，6-n）…ＳＮＲ算出部、７，２５，３２…故障判定部、８…ホールボディコイル、１３…ＰＡＣ合成部、１４…感度補正ＭＡＰ画像生成部、２１…ＱＤコイル、２１ａ，２１ｂ…ＲＦコイル、２１ｃ…ＱＤ合成部、２２，２３…ピークホールド部、２４…強度比算出部、３１（31-1，31-2…，31-n）…強度比算出部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の局所コイルをそれぞれの感度領域が他の少なくとも１つの局所コイルの感度領域と一部で重なるように配置したフェーズドアレイコイルを備えた磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置は、フェーズドアレイコイル（ＰＡＣ）の各局所コイルのそれぞれの出力に基づくイメージを合成して１つのイメージを作成する。従って、一部の局所コイルが故障していても、他の正常な局所コイルの出力に基づいてイメージが作成される。
【０００３】
しかしながら、故障している局所コイルの出力信号もそのまま合成されるために、ＳＮＲ（Signal-to-Noise Ratio）が低下し、画質は低下する。この画質低下が局所コイルの故障に因ることを使用者が判断することは困難であり、この状態のまま使用され続けてしまう恐れがあった。
【０００４】
なお、全ての局所コイルを使用した事前のスキャンによって感度領域が撮影範囲外となる局所コイルを判定し、このような局所コイルをイメージングスキャンの際に用いないようにする磁気共鳴イメージング装置は知られている（例えば特許文献１を参照）。このような磁気共鳴イメージング装置によれば、故障している局所コイルは、その感度領域が撮影範囲外であるとみなされ、イメージングスキャンに使用されなくなるかもしれない。しかしながら、本来は使用するべき局所コイルが使用されなくなるために、使用者が局所コイルの故障にさらに気付きにくくなってしまう恐れがある。
【特許文献１】特開２００２−３５５２３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように従来は、局所コイルの故障を使用者が画質から判断しなければならないために、その故障への対処が遅れてしまう恐れがあった。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、局所コイルの故障を自動的に判定し、その旨を使用者に認識させることができる磁気共鳴イメージング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の目的を達成するために本発明は、複数の局所コイルを配置したフェーズドアレイコイルと、イメージングスキャンに先立って、イメージングスキャン領域の少なくとも一部を含む領域をプレスキャンするプレスキャン手段と、前記プレスキャンで前記局所コイルのそれぞれから出力された出力信号に基づいて前記局所コイルのそれぞれの故障の有無を判断する判断手段とを備えて磁気共鳴イメージング装置を構成した。
【０００８】
また前記の目的を達成するために別の本発明は、複数の局所コイルを配置したフェーズドアレイコイルと、前記複数のフェーズドアレイコイルの感度領域を包含する感度領域を持った広域コイルと、イメージングスキャンに先立って、イメージングスキャン領域の少なくとも一部を含む領域をプレスキャンするプレスキャン手段と、前記プレスキャンで、ほぼ同一のスキャン位置についての前記局所コイルから出力された出力信号と前記広域コイルから出力された出力信号とに基づいて前記局所コイルのそれぞれの故障の有無を判断する判断手段とを備えて磁気共鳴イメージング装置を構成した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、局所コイルの故障を自動的に判定し、その旨を使用者に認識させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置と称する）１００の要部構成を示すブロック図である。磁気共鳴イメージング装置１００は、この図１に示す要素以外にも周知のＭＲＩ装置が備える種々の要素を有するが、これらについては図示および説明を省略する。
【００１２】
図１に示すようにＭＲＩ装置１００は、フェーズドアレイコイル１、検波部2-1，2-2…，2-n、Ａ／Ｄ変換部3-1，3-2…，3-n、再構成部4-1，4-2…，4-n、記憶部5-1，5-2…，5-n、ＳＮＲ算出部6-1，6-2…，6-n、故障判定部７、ホールボディコイル（ＷＢコイル）８、検波部９、Ａ／Ｄ変換部１０、再構成部１１、記憶部１２、ＰＡＣ合成部１３および感度補正ＭＡＰ画像生成部１４を含む。
【００１３】
フェーズドアレイコイル１は、さらに複数の局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nを含む。そして局所コイル1a-1，1a-2…，1a-n、検波部2-1，2-2…，2-n、Ａ／Ｄ変換部3-1，3-2…，3-n、再構成部4-1，4-2…，4-n、記憶部5-1，5-2…，5-nおよびＳＮＲ算出部6-1，6-2…，6-nの１つずつが１組となって、フェーズドアレイコイル１の１チャネル分の処理系を形成している。なお以下においては、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-n、検波部2-1，2-2…，2-n、Ａ／Ｄ変換部3-1，3-2…，3-n、再構成部4-1，4-2…，4-n、記憶部5-1，5-2…，5-nおよびＳＮＲ算出部6-1，6-2…，6-nは、それぞれを区別する必要がある場合を除き、局所コイル１ａ、検波部２、Ａ／Ｄ変換部３、再構成部４、記憶部５およびＳＮＲ算出部６と表記する。
【００１４】
局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nは、それぞれの感度領域が他の少なくとも１つの局所コイルの感度領域と一部で重なるように配置される。そして各局所コイル１ａは、感度領域内から送信されるＭＲ信号を受信する。検波部２は、局所コイル１ａの出力信号を検波する。Ａ／Ｄ変換部３は、検波部２の出力信号をアナログ／ディジタル変換する。再構成部４は、Ａ／Ｄ変換部３の出力信号に基づいて画像を再構成する。記憶部５は、再構成部４の出力データを記憶する。ＳＮＲ算出部６は、記憶部５に記憶されたデータに基づいてＳＮＲを算出する。
【００１５】
故障判定部７は、ＳＮＲ算出部6-1，6-2…，6-nのそれぞれで算出されたＳＮＲに基づいて、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nの故障の有無を判定する。故障判定部７は、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nのいずれかが故障している場合に、その旨を示した画像の表示を表示部２００に行わせる。なお表示部２００としては、ＭＲＩ装置１００のオペレータにより目視される表示器やＭＲＩ装置１００の監視者により目視される表示器などである。表示部２００は、ＭＲＩ装置１００の外部のデバイスであっても良いし、ＭＲＩ装置１００に設けられた操作卓に装着されたデバイスなどのように内蔵されたものであっても良い。また、故障判定部７は、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nのいずれかが故障している場合に、パトランプの様な発行デバイス、スピーカやブザーなどのような鳴動デバイス、バイブレータなどのような振動デバイスなどを駆動するようにしても良い。あるいは、故障判定部７は、ＭＲＩ装置１００を自動監視する故障監視装置に通知情報を出力するようにしても良い。
【００１６】
ホールボディコイル８は、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nの感度領域の全てを包含する広い感度領域を持った広域コイルである。検波部９は、ホールボディコイル８の出力信号を検波する。Ａ／Ｄ変換部１０は、検波部９の出力信号をアナログ／ディジタル変換する。再構成部１１は、Ａ／Ｄ変換部１０の出力信号に基づいて画像を再構成する。記憶部１２は、再構成部１１の出力データを記憶する。
【００１７】
ＰＡＣ合成部１３は、記憶部5-1，5-2…，5-nのそれぞれに記憶されたデータが示す画像を合成し、フェーズドアレイコイル１を用いて取得したものとしての１つの画像を生成する。ＰＡＣ合成部１３により生成される画像は、ＭＡＰスキャン時には感度ＭＡＰ画像であり、イメージングスキャン時には断層像を表すデータである。なおＰＡＣ合成部１３は、イメージングスキャン時には、上記の合成処理の際に感度補正ＭＡＰ画像生成部１４が生成する感度補正ＭＡＰ画像に基づく補正を行う。この補正処理としては、周知の処理を適用できる。
【００１８】
感度補正ＭＡＰ画像生成部１４は、ＰＡＣ合成部１３が出力する感度ＭＡＰ画像と、記憶部１２に記憶されたデータとに基づいて、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nの感度のばらつきに応じた感度補正ＭＡＰ画像を生成する。この感度補正ＭＡＰ画像を生成する処理としては、周知の処理を適用できる。
【００１９】
次に以上のように構成されたＭＲＩ装置１００の動作について説明する。
このＭＲＩ装置１００では、実際に診断などに使用する断層像データを取得するためのイメージングスキャンを行うのに先立って、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nの感度のばらつきを検出するためのＭＡＰスキャンを行う。このＭＡＰスキャンは、イメージングスキャンでのイメージング範囲と感度領域の一部が重なる局所コイル１ａのみを全て用いて行う。例えば、フェーズドアレイコイル１が局所コイル１ａを６つ含み、かつそれらの局所コイル１ａが、感度領域が図２に示すように分布するように配置されているとする。そして、図２に示すようなイメージング領域についてイメージングスキャンを行おうとしているとする。この場合、Ｃｈ．２，３，５，６の感度領域の一部がそれぞれイメージング領域に重なるので、これらのＣｈ．２，３，５，６に対応する局所コイル１ａをＭＡＰスキャンに用いる。Ｃｈ．１，４に対応する局所コイル１ａは、ＭＡＰスキャンに用いない。そして例えば、図２に示すようなＭＡＰ領域についてＭＡＰスキャンを行う。なお以下においては、ＭＡＰスキャンに用いるチャネルを、第１のＭＡＰチャネル〜第ｋのＭＡＰチャネルと称する。
【００２０】
このＭＡＰスキャンを行うに当たり故障判定部７は、図３に示すような処理を実行する。
ステップＳａ１において故障判定部７は、変数ｉを「１」に初期設定する。この上でステップＳａ２において故障判定部７は、ＭＡＰスキャンが完了するのを待ち受ける。
【００２１】
一方、ＭＡＰチャネルに属するＳＮＲ算出部６は、ＭＡＰスキャンにより再構成されて記憶部５に記憶されたデータに基づいて、当該ＭＡＰチャネルに関するＳＮＲを算出する。具体的にＳＮＲ算出部６は、ＭＡＰスキャンにおける全スライスの生データ信号強度（ＭＲ信号値）のうちから上位１０％の値をそれぞれ選定し、これらの値の平均値AVEhighを算出する。ＳＮＲ算出部６は、ＭＡＰスキャンにおける全スライスの生データ信号強度（ＭＲ信号値）のうちから下位１０％の値をそれぞれ選定し、これらの値の平均値AVElowを算出する。そしてＳＮＲ算出部６は、平均値AVEhighと平均値AVElowとの比として、１つのＭＡＰチャネルについてのＳＮＲを算出する。すなわちＳＮＲは、次の(1)式により算出される。
【００２２】
ＳＮＲ＝AVEhigh／AVElow …(1)
さて、ＭＡＰスキャンが完了したならば、故障判定部７はステップＳａ２からステップＳａ３へ進む。ステップＳａ３において故障判定部７は、第１〜第ｋのＭＡＰチャネルのそれぞれに関するＳＮＲをＳＮＲ(1)〜ＳＮＲ(k)として取得する。ステップＳａ４において故障判定部７は、上記のＳＮＲ(1)〜ＳＮＲ(k)のうちから最大値を選定し、この最大値を変数ＳＮＲmaxに代入する。
【００２３】
ステップＳａ５において故障判定部７は、次の(2)式が満たされるか否かを確認する。
ＳＮＲ(i)＜ＳＮＲmax×Ｃ …(2)
なお、Ｃは予めシミュレーションや評価などにより予め定めた係数であり、少なくとも１未満である。
【００２４】
(2)式が満たされると判断した場合に故障判定部７は、ステップＳａ５からステップＳａ６へ進む。ステップＳａ６において故障判定部７は、第ｉのチャネルを故障チャネルに設定する。この後に故障判定部７は、ステップＳａ７へ進む。これに対して、(2)式が満たされないと判断した場合に故障判定部７は、ステップＳａ６を行うことなしにステップＳａ５からステップＳａ７へ進む。従って、このときの第ｉのＭＡＰチャネルは故障チャネルに設定されない。
【００２５】
ステップＳａ７において故障判定部７は、変数ｉの値を１つ増加する。ステップＳａ８において故障判定部７は、変数ｉがＭＡＰチャネルの数ｋ以上になっているか否かを確認する。そして故障判定部７は、ここで変数ｉがｋ以上になっていることが確認できるまで、ステップＳａ５乃至ステップＳａ８を繰り返す。これにより、ＭＡＰチャネルのそれぞれについて、順次故障の有無がチェックされる。変数ｉがｋ以上になったことを確認したならば、すなわち全てのＭＡＰチャネルについてのチェックが完了したならば、故障判定部７はステップＳａ８からステップＳａ９へ進む。
【００２６】
ステップＳａ９において故障判定部７は、故障チャネルとして設定されたチャネルがあるか否かを確認する。そして故障チャネルがある場合に故障判定部７は、ステップＳａ９からステップＳａ１０へ進む。ステップＳａ１０において故障判定部７は、警報処理を行う。この警報処理にて故障判定部７は例えば、故障チャネルに対応する局所コイル１ａが故障していることを表す情報を表示部２００に表示させる。また故障判定部７は、ＰＡＣ合成部１３に故障している局所コイル１ａがいずれであるかを通知する。
【００２７】
表示部２００に表示させる情報は、例えば図４に示すような画像とする。図４に示す画像は、脊椎用の４チャネルフェーズドアレイコイルについての故障判定の結果を通知する。図４においては、４つの局所コイルが体軸方向に沿って並べられていることを示している。ハッチングは、他の箇所とは色を異ならせていることを示している。そして、この色を異ならせた箇所に対応する局所コイルが故障していることを示している。
【００２８】
このような通知により、ユーザは、局所コイルが故障していること、ならびにその故障している局所コイルがいずれであるのかを容易に認識できる。
【００２９】
警報処理を終えたならば、故障判定部７は図３に示す処理を終了する。なお、故障チャネルが無かった場合、故障判定部７はステップＳａ１０を行うことなく、ステップＳａ９から図３に示す処理を終了する。
【００３０】
ＰＡＣ合成部１３は、故障判定部３２からの通知に基づいて、いずれの局所コイル１ａが故障しているかを管理しておく。そしてＰＡＣ合成部１３はイメージングスキャンの際には、故障している局所コイル１ａが属するチャネルについての画像は、ＰＡＣ合成に使用しない。
【００３１】
以上のように第１の実施形態のＭＲＩ装置１００によれば、ＭＡＰチャネルのうちで、ＳＮＲが最大値ＳＮＲmaxよりも大幅に小さいチャネルについては、対応する局所コイル１ａが故障していると判定して、その旨を警報する。ＭＡＰスキャンでは、各ＭＡＰチャネルの一部が必ずイメージング範囲と重なるから、ＭＡＰスキャンにおける全スライスでＭＲ信号が受信されないことは正常な状況においては無いはずである。このため、ＳＮＲが最大値ＳＮＲmaxよりも大幅に小さいチャネルについては、感度領域内でＭＲ信号が生じているにも拘わらずにそれを受信できていないことになるから、上記のように局所コイル１ａの故障と判定することができる。そして、局所コイル１ａの故障が検出された場合にはその旨の警報が行われるから、使用者や管理者はその故障への対処を迅速に行うことができる。
【００３２】
また、故障していると判定された局所コイル１ａはイメージングスキャンに使用されないため、上記の警報に基づく修理が行われるまでの間にイメージングスキャンを行う場合でも、故障している局所コイル１ａの受信信号によるＳＮＲの低下を来すことなく撮影を行うことが可能である。
【００３３】
（第２の実施形態）
図５は第２の実施形態に係るＭＲＩ装置３００の要部構成を示すブロック図である。ＭＲＩ装置３００の構成は、ＭＲＩ装置１００の構成と大部分で共通する。図５では、ＭＲＩ装置１００と異なる特徴的な構成のみを図示している。図５において図１と同一の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３４】
ＭＲＩ装置３００がＭＲＩ装置１００と異なっているのは、局所コイルとしてクアドラチャーコイル（ＱＤコイル）を備えたフェーズドアレイコイルを、フェーズドアレイコイル１に代えて備える点である。図５では、フェーズドアレイコイルにおける１チャネル分の処理系のみを図示している。すなわち、ＭＲＩ装置３００は、フェーズドアレイコイルにおける１チャネル分の処理系を、検波部２、Ａ／Ｄ変換部３、再構成部４、記憶部５、ＳＮＲ算出部６、ＱＤコイル２１、ピークホールド部２２，２３および強度比算出部２４により形成する。そして図示は省略しているが、これと同様な構成の処理系がＭＲＩ装置１００のようにｎ系列分設けられている。なお、ホールボディコイル（ＷＢコイル）８、検波部９、Ａ／Ｄ変換部１０、再構成部１１、記憶部１２、ＰＡＣ合成部１３および感度補正ＭＡＰ画像生成部１４についても図示を省略している。
【００３５】
ＱＤコイル２１は、ＲＦコイル２１ａ，２１ｂおよびＱＤ合成部２１ｃを有する。ＲＦコイル２１ａ，２１ｂは、互いに位相が９０度ずれたＭＲ信号を受信する。ＱＤ合成部２１ｃは、ＲＦコイル２１ａ，２１ｂのそれぞれの出力信号をＱＤ合成する。
【００３６】
ピークホールド部２２，２３には、ＲＦコイル２１ａ，２１ｂの出力信号がそれぞれ入力される。ピークホールド部２２，２３は、それぞれの入力信号のピーク値を検出し、保持する。強度比算出部２４は、ピークホールド部２２，２３がそれぞれ保持するピーク値の絶対値の比を算出する。すなわち強度比算出部２４は、ＱＤコイル２１のＩチャネルの信号とＱチャネルの信号との強度比（以下、ＩＱ強度比と称する）を算出する。
【００３７】
さらにＭＲＩ装置３００では、ＭＲＩ装置１００における故障判定部７に代えて故障判定部２５を備える。故障判定部２５には、各処理系のＳＮＲ算出部６で算出されたＳＮＲの他に、各処理系の強度比算出部２４で算出されたＩＱ強度比が入力される。故障判定部２５は、各処理系のＳＮＲ算出部６のそれぞれで算出されたＳＮＲと、各処理系の強度比算出部２４で算出されたＩＱ強度比とに基づいて、各処理系のＱＤコイル２１の故障の有無を判定する。故障判定部２５は、ＱＤコイル２１のいずれかが故障している場合に、その旨を示した画像の表示を表示部２００に行わせる。
【００３８】
次に以上のように構成されたＭＲＩ装置３００の動作について説明する。
ＭＡＰスキャンが行われる際、ＭＡＰチャネルに属するＲＦコイル２１ａ，２１ｂは、Ｉ成分およびＱ成分の信号をそれぞれ出力するが、これらの信号はＱＤ合成部２１ｃにより合成されるのと並行して、各信号のピーク値Ｉmax，Ｑmaxの検出がピークホールド部２２，２３でそれぞれ行われる。
【００３９】
そして強度比算出部２４が、次の(3)式によりＩＱ強度比Ｒiqを算出する。
Ｒiq＝abs（Ｉmax）／abs（Ｑmax） …(3)
一方、ＭＡＰスキャンを行うに当たり故障判定部２５は、図６に示すような処理を実行する。なお、図６において図３に示されるのと同一の処理には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
故障判定部２５は、ステップＳａ１乃至ステップＳａ４を第１の実施形態と同様に行った後、ステップＳｂ１へ進む。ステップＳｂ１において故障判定部２５は、第１〜第ｋのＭＡＰチャネルのそれぞれに関するＩＱ強度比ＲiqをＲiq(1)〜Ｒiq(k)として取得する。
【００４１】
続いて故障判定部２５は、ステップＳａ５を第１の実施形態と同様に行う。そして、(2)式が満たされないと判断した場合に故障判定部２５は、ステップＳａ５からステップＳｂ２へ進む。ステップＳｂ２において故障判定部２５は、次の(4)式が満たされるか否かを確認する。
ＴＨmin＜Ｒiq(i)＜ＴＨmax …(4)
なおこの(4)式で、ＴＨminおよびＴＨmaxは、ＱＤコイル２１が正常な状態におけるＩＱ強度比の最小値および最大値をそれぞれ考慮して定めた許容範囲の下限および上限を示す閾値である。
【００４２】
(4)式が満たされると判断した場合に故障判定部２５は、ステップＳｂ２からステップＳａ６へ進む。(4)式が満たされないと判断した場合に故障判定部２５は、ステップＳｂ２からステップＳａ７へ進む。
【００４３】
以降において故障判定部２５は、ステップＳａ６乃至ステップＳａ１０を第１の実施形態と同様に行う。
【００４４】
かくしてこの第２の実施形態によれば、ＭＡＰチャネルのうちで、ＳＮＲが最大値ＳＮＲmaxよりも大幅に小さいチャネルに加えて、ＩＱ強度比が許容範囲から外れるチャネルについても、対応するＱＤコイル２１が故障していると判定して、その旨を警報する。ＱＤコイル２１は、ＲＦコイル２１ａ，２１ｂの一方のみが故障したとしても、ＱＤ合成後の信号強度が極端には低下しないので、ＳＮＲの低下による故障検出が困難な場合がある。しかしこのような場合でも第２の実施形態によれば、故障を検出できる。
【００４５】
（第３の実施形態）
図７は第３の実施形態に係るＭＲＩ装置４００の要部構成を示すブロック図である。ＭＲＩ装置４００の構成は、ＭＲＩ装置１００の構成と大部分で共通する。図７において図１と同一の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４６】
図７に示すようにＭＲＩ装置４００は、フェーズドアレイコイル１、検波部2-1，2-2…，2-n、Ａ／Ｄ変換部3-1，3-2…，3-n、再構成部4-1，4-2…，4-n、記憶部5-1，5-2…，5-n、ホールボディコイル（ＷＢコイル）８、検波部９、Ａ／Ｄ変換部１０、再構成部１１、記憶部１２、ＰＡＣ合成部１３、感度補正ＭＡＰ画像生成部１４、強度比算出部31-1，31-2…，31-nおよび故障判定部３２を含む。すなわちＭＲＩ装置４００は、ＭＲＩ装置１００におけるＳＮＲ算出部6-1，6-2…，6-nおよび故障判定部７に代えて、強度比算出部31-1，31-2…，31-nおよび故障判定部３２を備えている。なお、強度比算出部31-1，31-2…，31-nについても、それぞれを区別する必要がある場合を除き、強度比算出部３１と表記する。
【００４７】
強度比算出部３１は、記憶部５に記憶されたデータと記憶部１２に記憶されたデータとに基づいて局所コイル１ａでの受信強度とホールボディコイル８での受信強度との比を算出する。
【００４８】
故障判定部３２は、強度比算出部31-1，31-2…，31-nのそれぞれで算出された強度比に基づいて、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nの故障の有無を判定する。故障判定部３２は、局所コイル1a-1，1a-2…，1a-nのいずれかが故障している場合に、その旨を示した画像の表示を表示部２００に行わせる。
【００４９】
次に以上のように構成されたＭＲＩ装置４００の動作について説明する。
ＭＡＰスキャンが行われる際、ＭＡＰチャネルに属する強度比算出部３１では、記憶部５に記憶されるデータが示す感度ＭＡＰ画像内における上位１０％の信号強度値と、それらの信号強度値が現れている位置とを判定する。そして強度比算出部３１は、上記の上位１０％の信号強度値の平均値を算出し、これを局所強度値とする。また強度比算出部３１は、記憶部１２に記憶されたデータが示すホールボディ画像内における上記の判定した各位置と同位置の信号強度値を判定する。そして強度比算出部３１は、このホールボディ画像内から判定した信号強度値の平均値を算出し、これをホールボディ強度値とする。最後に強度比算出部３１は、強度比Ｒlwを、次の(5)式により算出する。
Ｒlw＝局所強度値／ホールボディ強度値 …(5)
一方、ＭＡＰスキャンを行うに当たり故障判定部３２は、図８に示すような処理を実行する。なお、図８において図３に示されるのと同一の処理には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５０】
故障判定部３２は、ステップＳａ１およびステップＳａ２を第１の実施形態と同様に行った後、ステップＳｃ１へ進む。ステップＳｃ１において故障判定部３２は、第１〜第ｋのＭＡＰチャネルのそれぞれに関する強度比ＲlwをＲlw(1)〜Ｒlw(k)として取得する。
【００５１】
続いてステップＳｃ２において故障判定部３２は、次の(6)式が満たされるか否かを確認する。
Ｒlw(i)＜ＴＨ …(6)
なお、局所コイル１ａおよびホールボディコイル８のそれぞれの感度を考慮して予め定めた閾値である。
【００５２】
(6)式が満たされると判断した場合に故障判定部３２は、ステップＳｃ１からステップＳａ６へ進む。(6)式が満たされないと判断した場合に故障判定部３２は、ステップＳｃ１からステップＳａ７へ進む。
【００５３】
以降において故障判定部３２は、ステップＳａ６乃至ステップＳａ１０を第１の実施形態と同様に行う。
【００５４】
かくしてこの第３の実施形態によれば、ＭＡＰチャネルのうちで、感度ＭＡＰ画像内における信号強度と、ホールボディ画像内における同一位置の信号強度との強度比が閾値ＴＨ以下に低下しているチャネルについては、対応する局所コイル１ａが故障していると判定して、その旨を警報する。ホールボディコイル８は、局所コイル１ａの感度領域の全てを包含する感度領域を持つから、ＭＡＰスキャンにて局所コイル１ａとホールボディコイル８とでは、同一位置からのＭＲ信号が受信される。局所コイル１ａはホールボディコイル８よりも感度が高いから、上記の同一位置からのＭＲ信号についての受信強度は、局所コイル１ａとホールボディコイル８とで異なるが、その比は局所コイル１ａの感度とホールボディコイル８の感度との差によりほぼ一定となる。このため、上記の強度比Ｒlwが低下するならば、局所コイル１ａの感度が低下していることになるから、上記のように局所コイル１ａの故障と判定することができる。そして、局所コイル１ａの故障が検出された場合にはその旨の警報が行われるから、使用者や管理者はその故障への対処を迅速に行うことができる。
【００５５】
以上の各実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。
第１および第２の実施形態では、ＳＮＲの代わりに、生データ信号強度値の総和を用いても良い。
第１および第２の実施形態では、平均値AVEhighおよびAVElowを算出するためのサンプル値の数は、任意に変更可能である。
第２の実施形態では、ＲＦコイル２１ａ，２１ｂの一方が故障していると判定されたＱＤコイル２１については、正常である方、すなわち出力される信号強度が大きい方のＲＦコイルの出力信号を定数倍してＱＤコイル２１の出力を得るようにしても良い。なお上記の定数は、ＲＦコイル２１ａ，２１ｂの感度差を考慮して予め設定する。ＲＦコイル２１ａ，２１ｂの感度が同じであるならば、上記の定数は例えば√２とすると良い。
第２の実施形態では、各ＱＤコイル２１の幾何学的配置や、各ＱＤコイルの使用部位などによって、各ＱＤコイル２１で受信される信号強度が変化するので、これらを考慮して閾値ＴＨmin，ＴＨmaxをチャネル毎に異ならせても良い。
第２の実施形態では、ＩＱ強度比Ｒiqの代わりに、ＱＤ合成の前後の信号強度比を用いても良い。
第３の実施形態では、局所強度値を算出するためのサンプル値の数は、任意に変更可能である。
各実施形態では、シミングのためのスキャンなどのようなＭＡＰスキャン以外のプレスキャンの結果に基づいて局所コイルの故障の判定を行うようにしても良い。
【００５６】
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の要部構成を示すブロック図。
【図２】ＭＡＰチャネルを説明する図。
【図３】図１中の故障判定部７の処理手順を示すフローチャート。
【図４】故障判定の結果を通知する画像の一例を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るＭＲＩ装置３００の要部構成を示すブロック図。
【図６】図５中の故障判定部２５の処理手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るＭＲＩ装置４００の要部構成を示すブロック図。
【図８】図６中の故障判定部３２の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５８】
１００，３００，４００…ＭＲＩ装置、１…フェーズドアレイコイル、１ａ（1a-1，1a-2…，1a-n）…局所コイル、２（2-1，2-2…，2-n），９…検波部、３（3-1，3-2…，3-n），１０…Ａ／Ｄ変換部、４（4-1，4-2…，4-n），１１…再構成部、５（5-1，5-2…，5-n），１２…記憶部、６（6-1，6-2…，6-n）…ＳＮＲ算出部、７，２５，３２…故障判定部、８…ホールボディコイル、１３…ＰＡＣ合成部、１４…感度補正ＭＡＰ画像生成部、２１…ＱＤコイル、２１ａ，２１ｂ…ＲＦコイル、２１ｃ…ＱＤ合成部、２２，２３…ピークホールド部、２４…強度比算出部、３１（31-1，31-2…，31-n）…強度比算出部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の局所コイルを配置したフェーズドアレイコイルと、
イメージングスキャンに先立って、イメージングスキャン領域の少なくとも一部を含む領域をプレスキャンするプレスキャン手段と、
前記プレスキャンで前記局所コイルのそれぞれから出力された出力信号に基づいて前記局所コイルのそれぞれの故障の有無を判断する判断手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記複数の局所コイルのそれぞれの感度領域は、他の少なくとも１つの感度領域と一部が重なり、
前記プレスキャン手段は、前記複数の局所コイルのうちでその感度領域が前記イメージングスキャン領域の一部を含む局所コイルのみを全て用いて、前記イメージングスキャン領域の全てを包含する領域をプレスキャンし、
前記判断手段は、前記プレスキャンに用いられる前記局所コイルのそれぞれについて、それらの局所コイルから前記プレスキャンで出力された出力信号の比較によって故障の有無を判断することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記判断手段は、
前記プレスキャンに用いられる前記局所コイルのそれぞれについて、前記プレスキャンの全スライスにおける前記出力信号の強度のいくつかの上位値の平均値といくつかの下位値の平均値との比、または前記各スライスにおける前記出力信号の強度値の総和を比較値として算出する手段と、
前記比較値の最大値に対して規定度合い以下である前記比較値に対応する前記局所コイルが故障であると判定する判定手段とを含むことを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
複数の局所コイルを配置したフェーズドアレイコイルと、
前記複数のフェーズドアレイコイルの感度領域を包含する感度領域を持った広域コイルと、
イメージングスキャンに先立って、イメージングスキャン領域の少なくとも一部を含む領域をプレスキャンするプレスキャン手段と、
前記プレスキャンで、ほぼ同一のスキャン位置についての前記局所コイルから出力された出力信号と前記広域コイルから出力された出力信号とに基づいて前記局所コイルのそれぞれの故障の有無を判断する判断手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記判断手段は、前記局所コイルから出力された出力信号と前記広域コイルから出力された出力信号との強度比に基づいて前記局所コイルのそれぞれの故障の有無を判断することを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記プレスキャン手段は、前記複数の局所コイルのうちでその感度領域が前記イメージングスキャン領域の一部を含む局所コイルのみを全て用いて、前記イメージングスキャン領域の全てを包含する領域をプレスキャンし、
前記判断手段は、前記プレスキャンに用いられる前記局所コイルのそれぞれについて故障の有無を判断することを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記局所コイルのいずれかが故障であると判定されたことに応じて、その旨を通知する通知手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記通知手段は、前記情報を前記判定手段により故障であると判定された前記局所コイルがいずれであるかを通知することを特徴とする請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記通知手段は、前記局所コイルの配置を示した画像上で前記故障であると判定された前記局所コイルがいずれであるかを目視可能とすることを特徴とする請求項８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記イメージングスキャンを、前記判定手段により故障であると判定された前記局所コイル以外の局所コイルを用いて行う手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
前記局所コイルは、互いに直交する２チャネルの信号を合成するクアドラチャーコイルであって、
前記判定手段は、前記２チャネルの信号の強度比が規定範囲外であるときにも前記局所コイルが故障であると判定することを特徴とする請求項１または請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
前記局所コイルは、クアドラチャーコイルが出力する互いに直交する２チャネルの信号を合成することにより出力信号を得るものであり、
前記判定手段は、前記合成の前後での信号強度比が規定値以上であるときにも前記局所コイルが故障であると判定することを特徴とする請求項１または請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１】
複数の局所コイルを配置したフェーズドアレイコイルと、
イメージングスキャンに先立って、イメージングスキャン領域の少なくとも一部を含む領域をプレスキャンするプレスキャン手段と、
前記プレスキャンで前記局所コイルのそれぞれから出力された出力信号に基づいて前記局所コイルのそれぞれの故障の有無を判断する判断手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記複数の局所コイルのそれぞれの感度領域は、他の少なくとも１つの感度領域と一部が重なり、
前記プレスキャン手段は、前記複数の局所コイルのうちでその感度領域が前記イメージングスキャン領域の一部を含む局所コイルのみを全て用いて、前記イメージングスキャン領域の全てを包含する領域をプレスキャンし、
前記判断手段は、前記プレスキャンに用いられる前記局所コイルのそれぞれについて、それらの局所コイルから前記プレスキャンで出力された出力信号の比較によって故障の有無を判断することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記判断手段は、
前記プレスキャンに用いられる前記局所コイルのそれぞれについて、前記プレスキャンの全スライスにおける前記出力信号の強度のいくつかの上位値の平均値といくつかの下位値の平均値との比、または前記各スライスにおける前記出力信号の強度値の総和を比較値として算出する手段と、
前記比較値の最大値に対して規定度合い以下である前記比較値に対応する前記局所コイルが故障であると判定する判定手段とを含むことを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
複数の局所コイルを配置したフェーズドアレイコイルと、
前記複数のフェーズドアレイコイルの感度領域を包含する感度領域を持った広域コイルと、
イメージングスキャンに先立って、イメージングスキャン領域の少なくとも一部を含む領域をプレスキャンするプレスキャン手段と、
前記プレスキャンで、ほぼ同一のスキャン位置についての前記局所コイルから出力された出力信号と前記広域コイルから出力された出力信号とに基づいて前記局所コイルのそれぞれの故障の有無を判断する判断手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記判断手段は、前記局所コイルから出力された出力信号と前記広域コイルから出力された出力信号との強度比に基づいて前記局所コイルのそれぞれの故障の有無を判断することを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記プレスキャン手段は、前記複数の局所コイルのうちでその感度領域が前記イメージングスキャン領域の一部を含む局所コイルのみを全て用いて、前記イメージングスキャン領域の全てを包含する領域をプレスキャンし、
前記判断手段は、前記プレスキャンに用いられる前記局所コイルのそれぞれについて故障の有無を判断することを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記局所コイルのいずれかが故障であると判定されたことに応じて、その旨を通知する通知手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記通知手段は、前記情報を前記判定手段により故障であると判定された前記局所コイルがいずれであるかを通知することを特徴とする請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記通知手段は、前記局所コイルの配置を示した画像上で前記故障であると判定された前記局所コイルがいずれであるかを目視可能とすることを特徴とする請求項８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記イメージングスキャンを、前記判定手段により故障であると判定された前記局所コイル以外の局所コイルを用いて行う手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
前記局所コイルは、互いに直交する２チャネルの信号を合成するクアドラチャーコイルであって、
前記判定手段は、前記２チャネルの信号の強度比が規定範囲外であるときにも前記局所コイルが故障であると判定することを特徴とする請求項１または請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
前記局所コイルは、クアドラチャーコイルが出力する互いに直交する２チャネルの信号を合成することにより出力信号を得るものであり、
前記判定手段は、前記合成の前後での信号強度比が規定値以上であるときにも前記局所コイルが故障であると判定することを特徴とする請求項１または請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２２３３８３（Ｐ２００６−２２３３８３Ａ）
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３８１６７（Ｐ２００５−３８１６７）
【出願日】平成１７年２月１５日（２００５．２．１５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１５日（２００５．２．１５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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