JP4515616B2

JP4515616B2 - 磁気共鳴イメージング装置

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Publication number: JP4515616B2
Application number: JP2000291115A
Authority: JP
Inventors: 好男町田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-09-25
Filing date: 2000-09-25
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2020-09-25
Also published as: JP2002095646A; US7756566B2; US20060184004A1; US7110805B2; US20020115929A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医用の磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置に係り、とくに、撮像対象である被検体を一方向に直線的に移動させながらマルチスライス撮像を行うことができる磁気共鳴イメージング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）は、静磁場の中に置かれた被検体の原子核スピンをそのラーモア周波数の高周波信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生するＭＲ信号を使って画像を再構成するイメージング法である。
【０００３】
近年、この磁気共鳴イメージングの分野において、システムからみて撮像可能な領域よりも広い視野の画像を得るために、被検体を載せた天板を連続的にその長手方向に移動させながら撮像を行う手法が提案されている。例えば、撮像可能な領域とは数センチ厚さのスライスであり、それよりも広い領域とは例えば腹部の４０センチの視野を指す。
【０００４】
このような撮像法の基本的な技術として、特開平８−７１０５６号公報記載のものが知られている。この公報記載の磁気共鳴イメージング装置は、被検体を移動させながら撮像を行うときに、被検体の撮像したい特定の断面（シングルスライス）のスライス方向の位置に応じて選択励起用の高周波励起パルスの搬送周波数を調整する高周波発振器を備えている。
【０００５】
具体的には、磁気共鳴イメージング装置の磁場強度に対応した中心周波数をｆ_０、ＲＦパルスの搬送周波数をｆ_０＋Δｆとすると、被検体Ｐの動きに応じてΔｆが変更される。一例として、寝台の天板を移動させながらアキシャル像を得ることを想定すると、変更周波数Δｆは、
【数１】
Δｆ＝（γ・Ｇｓ・Ｖ・ＴＲ）／２π ［Ｈｚ］
で与えられる。ここで、γは磁気回転比、Ｇｓはスライス方向傾斜磁場パルスの強度［Ｔ／ｍ］、Ｖは天板の移動速度［ｍ／ｓ］、及びＴＲは繰返し時間［ｓ］である。
【０００６】
これにより、被検体が移動する場合に、選択励起スライスの位置を常に特定断面に継続して追尾させることができるので、被検体移動に伴ってスループットを向上させることができる。
【０００７】
また別の例は、論文「ＡＨＨｅｒｌｉｈｙｅｔａｌ．， “Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｓｃａｎｎｉｎｇｕｓｉｎｇｓｉｎｇｌｅｓｈｏｔｆａｓｔｓｐｉｎｅｃｈｏｏｎａｓｈｏｒｔｂｏｒｅｎｅｏｎａｔａｌｓｃａｎｎｅｒ，”ＩＳＭＲＭ ´９８，ｐ．１９４２」に示されている。この論文記載の撮像法は、シングルショットＦＳＥ法において、選択励起の搬送周波数を天板動に連動して制御し、連続撮像する手法である。
【０００８】
このシングルショットＦＳＥ法の場合の搬送周波数は、
【数２】

に基き制御される。ここで、Δｆ０は最初の励起用パルスの搬送周波数オフセット、Δｆ_ｋ（ｋ≧１）は第ｋ番目のリフォーカスパルスの搬送周波数オフセット、ＥＴＳはエコー間隔［ｓ］である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の、被検体（実際には天板）の移動を伴うＭＲ撮像法にあっては、被検体の動きの方向をスライス選択軸の方向に一致させた場合におけるシングルスライス又はシーケンシャルなマルチスライスの撮像法は示されているが、マルチスライス撮像やオブリーク撮像など、実際の臨床で必要とされる撮像法は未だ提案されておらず、効率的なデータ収集に拠る迅速な撮像法が確立できていない。
【００１０】
また、典型的には寝台天板（即ち被検体）の一定速の動きに因って生じるアーチファクトを低減する具体的な提案はなされていない。
【００１１】
本発明は、このような従来の撮像法が抱えている状況に鑑みてなされたもので、マルチスライス撮像など、実際の臨床で極めて有用な機能を発揮する撮像法や画質向上手法を、被検体の連続移動を伴う撮像においても使用可能にし、これにより、この移動撮像法の高機能化を図るとともに、撮像可能な領域が狭い場合であっても、これよりも大きな領域の臨床部位を高速に撮像でき、且つ、スループットを向上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を、その目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成させるため、本発明の磁気共鳴イメージング装置は、被検体を移動させながら前記被検体のマルチスライスの領域を選択励起してエコーデータを収集するスキャン手段を備え、このスキャン手段は、前記マルチスライスの位置を、装置側から固定的に設定されている撮像範囲内において前記被検体の移動に応じて移動させる位置移動手段と、前記マルチスライスの内の移動方向先頭に位置するスライスが前記撮像範囲を超えるときに、前記マルチスライスの移動方向後尾に別のスライスを前記マルチスライスの一部として追加する手段とを有する。これにより、被検体を移動させながら、臨床の場で有用なマルチスライス撮像を行うことが、データ収集効率を高めることができる。
【００１４】
また、好適には、前記被検体を載せる天板と、この天板をその長手方向に移動させる機構とを有する寝台手段が備えられる。
【００１５】
さらに、好適には、前記位置移動手段は、前記マルチスライスに対する前記選択励起のＲＦパルスの搬送周波数をスライス毎に変更する手段である。
【００２０】
また、上記のスキャン手段については、被検体を移動させながら、プレパレーションパルスを付随させているパルスシーケンスの元で前記被検体の所定領域を選択励起してエコーデータを収集する手段と、前記プレパレーションパルスの前記被検体への印加位置を前記所定領域の移動に連動させる手段とを有する構成としてもよい。これにより、不要な信号抑制などを適宜に行うことができる。
【００２１】
さらに、上記のスキャン手段については、被検体を移動させながら、所定のパルスシーケンスの元で前記被検体の所定領域を選択励起してＭＲ信号を収集する手段を備え、前記パルスシーケンスが、前記被検体の移動方向の傾斜磁場の少なくとも一部に１次又は２次以上のグラジェントモーメントナリング用の位相補償パルスを付加してなる構成としてもよい。これにより、被検体の移動に伴う信号位相の乱れを補償して、かかる位相乱れを原因とするアーチファクトの発生を防止又は抑制することができる。
【００２２】
さらに、上記のスキャン手段については、被検体を移動させながら、所定のパルスシーケンスの元で前記被検体の所定領域を選択励起してエコー信号を収集する手段を備え、前記パルスシーケンスが、前記被検体の移動方向の傾斜磁場の少なくとも一部がＶＩＰＳ条件を満たす高速スピンエコー系のパルスシーケンスで成る構成としてもよい。これにより、被検体の移動に伴う信号位相の乱れを補償して、かかる位相乱れを原因とするアーチファクトの発生を防止又は抑制することができるとともに、データ収集時間の長期化を回避できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を説明する。最初に、以下の実施形態で共通に用いられるＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置の概略構成を図１に示す。
【００２５】
このＭＲＩ装置は、被検体Ｐを載せる寝台部と、静磁場を発生させる静磁場発生部と、静磁場に位置情報を付加するための傾斜磁場発生部と、高周波信号を送受信する送受信部と、システム全体のコントロール及び画像再構成を担う制御・演算部と、被検体Ｐの心時相を表す信号としてのＥＣＧ信号を計測する心電計測部とを備えている。
【００２６】
静磁場発生部は、例えば超電導方式の磁石１と、この磁石１に電流を供給する静磁場電源２とを備え、被検体Ｐが遊挿される円筒状の開口部（診断用空間）の軸方向（ここでは、ＸＹＺ直交座標系のＺ軸方向に一致させている）に静磁場Ｈ_０を発生させる。なお、この磁石部にはシムコイル１４が設けられている。このシムコイル１４には、後述するホスト計算機の制御下で、シムコイル電源１５から静磁場均一化のための電流が供給される。
【００２７】
寝台部は、寝台１７を有し、この寝台の天板１７Ａには被検体Ｐが例えば仰向きに寝かせられた状態で載せられる。天板１７Ａは、寝台１７内部の図示しない駆動機構の動作によって、その長手方向（Ｚ軸方向）に退避自在に移動される。寝台１７の駆動機構には、後述するホスト計算機から駆動指令が与えられ、この指令に応答して駆動機能が動作する。このため、天板１７Ａがその長手方向に矢印図示の如く移動すると、その上の被検体ＰもＺ軸方向に連続的に移動され、磁石１の開口部に退避可能に挿入される。
【００２８】
傾斜磁場発生部は、磁石１に組み込まれた傾斜磁場コイルユニット３を備える。この傾斜磁場コイルユニット３は、互いに直交するＸ、Ｙ及びＺ軸方向の傾斜磁場を発生させるための３組（種類）のｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚを備える。傾斜磁場部はまた、ｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚに電流を供給する傾斜磁場電源４を備える。この傾斜磁場電源４は、後述するシーケンサ５の制御のもと、ｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚに傾斜磁場を発生させるためのパルス電流を供給する。
【００２９】
傾斜磁場電源４からｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚに供給されるパルス電流を制御することにより、物理軸である３軸Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の傾斜磁場を合成して、互いに直交するスライス方向傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード方向傾斜磁場Ｇｅ、および読出し方向（周波数エンコード方向）傾斜磁場Ｇｒの各論理軸方向を任意に設定・変更することができる。スライス方向、位相エンコード方向、および読出し方向の各傾斜磁場は、静磁場Ｈ_０に重畳される。
【００３０】
送受信部は、磁石１内の撮影空間にて被検体Ｐの近傍に配設されるＲＦコイル７と、このＲＦコイル７に接続された送信器８Ｔ及び受信器８Ｒとを備える。この送信器８Ｔ及び受信器８Ｒは、後述するシーケンサ５の制御のもとで動作する。送信器８Ｔは、核磁気共鳴（ＮＭＲ）を励起させるためのラーモア周波数のＲＦ電流パルスをＲＦコイル７に供給する。受信器８Ｒは、ＲＦコイル７が受信したＭＲ信号（高周波信号）を取り込み、これに前置増幅、中間周波変換、位相検波、低周波増幅、フィルタリングなどの各種の信号処理を施した後、Ａ／Ｄ変換してＭＲ信号のデジタル量の原データ（生データ）を生成する。
【００３１】
さらに、制御・演算部は、シーケンサ（シーケンスコントローラとも呼ばれる）５、ホスト計算機６、演算ユニット１０、記憶ユニット１１、表示器１２、および入力器１３を備える。この内、ホスト計算機６は、後述するように種々の態様に基づく、予め記憶したソフトウエア手順により、シーケンサ５にパルスシーケンス情報を指令するとともに、寝台１７を含めた装置全体の動作を統括する機能を有する。
【００３２】
シーケンサ５は、ＣＰＵおよびメモリを備えており、ホスト計算機６から送られてきたパルスシーケンス情報を記憶し、この情報にしたがって傾斜磁場電源４、送信器８Ｔ、受信器８Ｒの動作を制御するとともに、受信器８Ｒが出力したＭＲ信号のデジタルデータを一旦入力し、これを演算ユニット１０に転送するように構成されている。ここで、パルスシーケンス情報とは、一連のパルスシーケンスにしたがって傾斜磁場電源４、送信器８Ｔおよび受信器８Ｒを動作させるために必要な全ての情報であり、例えばｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚに印加するパルス電流の強度、印加時間、印加タイミングなどに関する情報を含む。
【００３３】
また、演算ユニット１０は、受信器８Ｒが出力したデジタル量の原データをシーケンサ５を通して入力し、その内部メモリ上のフーリエ空間（ｋ空間または周波数空間とも呼ばれる）に原データを配置し、この原データを各組毎に２次元または３次元のフーリエ変換に付して実空間の画像データに再構成する。演算ユニット１０は、更に、画像に関するデータの合成処理、差分演算処理などを行うことが可能にもなっている。
【００３４】
記憶ユニット１１はメモリを有し、再構成された画像データのみならず、上述の合成処理や差分処理が施された画像データを保管することができる。また、記憶ユニットは、記録媒体として、このＭＲ撮像で用いられるパルスシーケンスをプログラムデータの形態で記録され且つコンピュータで読み取り可能なＲＯＭやＲＡＭ（図示せず）を備える。
【００３５】
表示器１２は画像を表示する。また入力器１３を介して、術者が希望する撮影条件、パルスシーケンス、画像合成や差分演算に関する情報をホスト計算機６に入力できる。
【００３６】
さらに、心電計測部は、被検体の体表に付着させてＥＣＧ信号を電気信号として検出するＥＣＧセンサ１７と、このセンサ信号にデジタル化処理を含む各種の処理を施してホスト計算機６およびシーケンサ５に出力するＥＣＧユニット１８とを備える。この心電計測部による計測信号を用いると、ＥＣＧゲート法（心電同期法）による同期タイミングを適切に設定でき、この同期タイミングに基づくＥＣＧゲート法のイメージングスキャンを行ってデータ収集できるようになっている。
【００３７】
続いて、図２〜４を参照して、この磁気共鳴イメージング装置により実行されるマルチスライス法の原理を撮像動作と伴に説明する。
【００３８】
図２は、マルチスライス枚数＝３とし且つ天板、すなわち被検体をその体軸（Ｚ軸）方向に沿って連続的に移動させながら実施するマルチスライス法の原理を、被検体の動きの方向とスライス選択方向とが一致している場合について説明している。
【００３９】
マルチスライスのデータ収集はＦＥ法に拠り行われる。各スライスに対して実行されるＦＥ（グラジェントフィールドエコー）法に拠るパルスシーケンスは、図３に示す如く設定されている。つまり、各スライスの１回の選択励起より１個のエコーが収集され、このエコー収集が位相エンコード方向のマトリクス数分繰り返される方式になっている。
【００４０】
このパルスシーケンスの情報はホストコンピュータ６からシーケンサ５に渡される。シーケンサ５は、この情報に基き、１つのスライスに対する励起後、データ収集までの間に他のスライスを選択励起するというマルチスライス法のスキャンを傾斜磁場電源４、送信器８Ｔ、受信器８Ｒに指示する。これに並行して、ホスト計算機６は寝台７に天板移動の制御信号を送る。これにより、撮像開始にタイミングを合せて、天板７Ａがその長手方向（Ｚ軸方向）に沿って磁石１の撮像空間に撮像部位（例えば被検体の腹部）が徐々に入り込むように所定速度で連続的に移動させられる。このため、被検体Ｐを移動させながら、マルチスライス撮像が実行される。
【００４１】
図２において、左から右に向かう方向が時間軸方向、同図の下から上に向かう方向が天板の移動方向を示す。なお、説明を分かり易くするため、いわゆるマルチスライス枚数＝３とする。同図に示す小さな長方形は選択励起位置を示し、ある時間にある空間領域が選択励起されることを表している。
【００４２】
具体的には、被検体Ｐの移動に伴って、装置側が想定した撮像範囲Ｄに、被検体Ｐの撮像したい範囲（例えば腹部）が順次入ってくる。想定撮像範囲Ｄは、静磁場の均一領域や、ＲＦコイルの感度領域から決まる場合もあるし、所定の時間で所望のコントラストを得るための繰返し時間ＴＲなどの撮像パラメータの制約から決まる場合もある。この移動に対応して、シーケンサ５は所定タイミングでマルチスキャン法に拠るスキャンをＦＥ法の元で開始される（図２、ｔ＝ｔ_０参照）。これにより、撮像範囲Ｄ内に位置する所定スライスｎｓ＝３がその時点での移動位置を加味して選択励起され、次いで同範囲Ｄ内に位置する１つ置きの別のスライスｎｓ＝１がその時点での移動位置を加味して選択励起され、次いで同範囲Ｄ内に位置する残りのスライスｎｓ＝２がその時点での移動位置を加味して選択励起される（ｔ＝ｔ_１参照）。これらの励起に応じて、夫々、ある位相エンコード量に対するエコーが収集される。
【００４３】
これが終わると、再び、最初の所定スライスｎｓ＝３に戻って選択励起される。このとき、スライスｎｓ＝３は最初の時点に比べて、被検体移動に因り、位置が移動しているので、選択励起ＲＦパルスの搬送周波数ｆのオフセット量Δｆが変更される。この変更量は、励起時点のスライスｎｓ＝３の位置が、被検体にとって予め決めた固定の所望スライス位置に常に追随するように制御される。天板１７Ａの移動速度は所定値に予め決めてあるので、この既知の速度がかかる変更制御に用いられる。
【００４４】
同様に、それぞれ１回、既に選択励起している他のスライスｎｓ＝２，１についても追随した選択励起が順に実行される。
【００４５】
以下、同様のスキャンを繰り返していく中で、時刻ｔ＝ｔ_２において被検体の移動方向出側に位置していたスライスｎｓ＝１が撮像範囲Ｄの出側先頭に位置して選択励起される。このとき、他のスライスｎｓ＝２，３は、装置側から見た固定の撮像範囲Ｄの先頭位置までは未だ距離を残している。
【００４６】
そこで、先頭に位置していたスライスｎｓ＝１は、その次の選択励起タイミング（ｔ＝ｔ_４）においては撮像範囲Ｄからはみ出してしまうために励起できない。このため、かかるタイミング（ｔ＝ｔ_４）において、撮像範囲Ｄの入り側先頭に、新しいスライスｎｓ＝４が選択励起される。勿論、他のスライスについても同様で、例えばスライスｎｓ＝２が出側先頭位置で選択励起された後は、入り側に新しく選択励起される別のスライスｎｓ＝５が生成される（ｔ＝ｔ_５）。
【００４７】
つまり、撮像範囲Ｄの出口側まで端のスライスが到達すると同時に反対側で新規のスライスのデータ収集が始まるように、撮像パラメータや天板の移動速度の整合をとり、全体として所定のマルチスライス枚数が維持されるようにする。
【００４８】
図４に、図２の横軸時間の数点ｔ_１、ｔ_３、ｔ_４、ｔ_５における、撮像範囲Ｄ、被検体Ｐの体軸方向への移動、及び選択励起されるマルチスライスの位置関係を模式的に例示する。撮像範囲Ｄ内でほぼ同時に選択励起されるマルチスライス枚数は３に維持されるが、その３枚のスライスは被検体Ｐの移動と共に、被検体から見ると同一位置が励起されるようにその位置を追尾する状態で、従って、撮像装置であるＭＲＩ側から見ると、天板の移動方向と同一の方向に順次移動していくように、３枚のスライスの位置は夫々更新される。
【００４９】
図２において、時間軸方向及び天板移動方向を上述のように採っているので、右上がりの矢印は被検体Ｐからみると選択励起位置が常に一定の位置になるように、すなわち、同一スライスを追尾しながらデータ収集がなされることを示している。この撮像範囲Ｄの入口側から出口側までの追尾期間の間に、各スライスに対して、位相エンコード量を−ＮＥ／２〜ＮＥ／２まで、任意の位相エンコード順の元に変化させながらデータ収集が行われ、画像再構成に必要な一連のデータの組が収集される。つまり、装置からみた固定位置の撮像範囲Ｄを被検体Ｐが移動する間に、各スライスに対して位相エンコード量が必要な分だけ変更され、これに応じたデータが全て収集される。
【００５０】
図２に示す如く、あるスライスに隣接するスライスについては、およそ、ＴＤ＝ＴＲ・ＮＥ／ＭＳ（ここではＭＳ＝３）だけ遅れてデータ収集が開始され、ＴＤだけ遅れてそのデータ収集が完了するように設定されている。これにより、スキャン中の全ての時刻において、枚数ＭＳの「マルチスライス法」を維持しながら、任意の総スライス枚数分のデータ収集を行うことができる。
【００５１】
このように、マルチスライスそれぞれのスライスに対する選択励起パルスの搬送周波数を寝台天板の動きに連動して変化させることにより、天板を一定速度で動かしながら、先に述べた理由に基いて想定した撮像範囲（例えば１５ｃｍ）よりも大きな被検体領域（例えば腹部の４０ｃｍ）からＭＲデータを収集することができるとともに、マルチスライス法に拠るＭＲ撮像固有の効率的なデータ収集を活かすことができる。従って、かかるマルチスライス撮像を所定時間の間、実施することで、撮像範囲Ｄよりも広い視野が必要な例えば下腹部全体に対するスキャンがスピーディに行われる。
【００５２】
ここで、上述の如く行われる、被検体Ｐを移動させながら行われるマルチスライス法に拠るＭＲ撮像について、そのデータ収集条件を定量的に表すこととする。まず、
【外１】

とすると、
【数３】

の関係が成り立つように条件設定される。このとき、第ｎスライスのスライス中心ｄ（ｎ，ｔ）は、時間ｔについて、
【数４】
ｄ（ｎ，ｔ）＝Ｖ・ｔ−ｎ・ＳＩ［ｍ］
に在るものとしても一般性は維持される。
【００５３】
そこで、一般に、
【数５】

としたとき、各スライスのデータ収集タイミングＴ（ｎｓ，ｎｅ）、及び、搬送周波数のオフセットΔｆ（ｎｓ，ｎｅ）は、
【数６】

で表されるように設定することにより、図２に示した如く、マルチスライスをほぼ均一に順繰りに更新していく収集することができる。
【００５４】
マルチスライスの通し番号の最大値ＮＳがスライス枚数ＭＳよりも充分に大きいほど、天板を連続送りできるため、全体としては更に効率良くスキャンを行うことができる。
【００５５】
なお、図２に示す如く、撮像の最初と最後における「ＮＳ−１」枚分までのデータ収集は、ＭＳ枚の完全なマルチスライスモードにならない（図２おける点線で囲んだ部分Ｆは、撮像の最初における「ＮＳ−１」枚分までのデータ収集を示す）。この最初と最後の部分の「ＮＳ−１」枚分のデータを合せて画像に再構成してもよいが、ＭＴ（ＭａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒ）効果などを一定にするため、パルスシーケンスとしては実行するが、画像化せずに、かかる最初と最後の部分のデータは破棄するようにしてもよい。
【００５６】
また、本実施形態のマルチスライス法において、ＭＳ枚のマルチスライスにならない最初の部分（図２の点線部分Ｆ）の励起に対しては、データ収集は実際には実行せずに、この最初の部分以降の励起に対して実際にデータ収集を行うようにすることも好適である。
【００５７】
さらに、上述した実施形態にあっては説明の煩雑化を避けるため、このマルチスライス撮像に使用するパルスシーケンスは、最も基本的なＦＥ法（図３参照）のパルス列であるとして説明してきた。しかし、このパルスシーケンスはマルチエコータイプのシーケンスであってもよい。ＥＰＩ（エコープラナーイメージング）系のシーケンスのように、マルチエコー収集であれば、位相エンコード方向のマトリクスサイズをマルチエコー数で除した値分だけデータ収集時間を短縮することができる。高速スピンエコーなどのように、ＲＦパルスを複数個の用いるマルチエコー収集の場合、それら全てのＲＦパルスの搬送周波数のオフセット量を、例えば前述のＡＨＨｅｒｌｉｈｙによる論文に開示された手法の如く、被検体、すなわち各スライスの移動位置に連動して変更するように構成すればよい。
【００５８】
（第２の実施形態）
続いて、図５，６を参照して、本発明の第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置を説明する。なお、この装置のハードウェアは、前述した図１に記載のものと同等に構成されている。
【００５９】
上述した第１の実施形態は、被検体の移動方向とスライス選択方向とが同一の場合について説明したが、この第２の実施形態は、その両方向が一致しない、いわゆるオブリーク撮像（スキャン）と呼ばれる撮像法について説明する。このオブリーク撮像は、実際の臨床の場において、例えば被検体（患者）のＯＭラインの方向に断面を合わせて行われる。
【００６０】
この実施形態に係るオブリーク撮像では、被検体Ｐの移動方向とスライス選択方向との幾何学的関係に対応して選択励起の搬送周波数を設定するようにスキャン条件が設定されている。
【００６１】
具体的には、オブリーク撮像では、図５（ｂ）に示すように、被検体の移動方向Ｍとスライス選択方向Ｎが表される。同図（ａ）はその両方向Ｍ，Ｎが一致している、第１の実施形態で説明した状況を参考用に示す。先に第１の実施形態の中で詳述した天板の移動速度Ｖと搬送周波数のオフセットΔｆとの関係は、より正確に説明すると、スライス方向への被検体の移動速度Ｖ´と搬送周波数のオフセットΔｆとの関係になる。Ｖ´とＶは、Ｖ´＝Ｖ・ＩＥの関係にある。ここで、図５に示す如く、被検体の移動方向Ｍを表す単位ベクトルをＥｐと、スライス選択方向Ｎを表す単位ベクトルをＥｓと表すとき、ＩＥ＝［Ｅｐ，Ｅｓ］であり、単位ベクトル間の内積を表す。従って、「Ｖ・ＩＥ」を改めてＶと表し、前述と同じ関係を満たすように種々の撮像パラメータを設定して実行する。搬送周波数のオフセットΔｆもこれに従って与えられ、その設定は、ホスト計算機６又はシーケンサ５により、スキャン前に与えられたスキャン条件から自動的に演算され、「中心周波数ｆ_０＋オフセット周波数Δｆ」の搬送波が送信されるように、シーケンサ５から送信器８Ｔに指令が出される。
【００６２】
搬送周波数のオフセットΔｆをこのように設定することで、被検体Ｐの移動に伴うオブリークスライスの位置変化を自動的に追尾し、常に、このスライスを選択励起することができる。
【００６３】
ところで、図６に示す如く、磁石１に拠る静磁場の磁場中心を通らないスライスについては、そのスライスの「磁場的な中心Ｃｍ」と「実空間における中心Ｃｒ」との間にずれが生じる。通常の撮像である、被検体が静止している場合、データ収集中のこのようなずれは一定値となるので、再構成画像の中心が「磁場的な中心Ｃｍ」の方になるだけであり、その影響は少なく、且つ、例えば米国特許第５，０８４，８１８号記載の手法に拠り、必要に応じて補正処理することができる。
【００６４】
しかしながら、本実施形態のように被検体が移動する場合は勝手が違って、各位相エンコード毎に矛盾したデータ収集が行われるので、位相補正が必要である。このため、本実施形態の演算ユニット１０では、この位相補正を以下の要領で実施するように構成されている。
【００６５】
この位相補正は、スライスの実空間での中心位置Ｃｒにおいて磁化スピンの位相が回らないように位相を合わせるものである。図６に示す如く、磁場的中心Ｃｍから実空間での中心Ｃｒに向かうベクトルをＣとする。このベクトルＣは位相エンコード方向の単位ベクトルＥｅと読出し方向のベクトルＥｒとが存在する面に含まれる。傾斜磁場に拠る位相エンコード量をｋ空間上でＫ＝（ｋｒ，ｋｅ）としたとき、実空間での中心Ｃｒにおける位相は、
【数７】
ｅｘｐ（２πｉ［Ｋ，Ｃ］）
となるので、
【数８】
ｅｘｐ（−２πｉ［Ｋ，Ｃ］）
をデータに乗じる位相補正が行われる。
【００６６】
これにより、被検体を移動させながらオブリーク撮像を行う場合でも、移動しているが故に生じていた収集毎の位相上の矛盾が確実に排除された状態でＭＲ信号が収集される。従って、スピン位相が正しいデータに基いて、通常の再構成処理により、高画質のＭＲ画像が得られる。
【００６７】
（その他の実施形態）
上述した第１及び第２の実施形態のマルチスライス撮像及びオブリーク撮像については、更に、以下のように変形して実施することができる。
【００６８】
（変形例１）
上述のマルチスライス撮像及びオブリーク撮像は、各種のプリパルス（ｐｒｅｐｅｒａｔｉｏｎｐｕｌｓｅ）を併用することができる。図７（ａ），（ｂ）には、マルチスライス撮像において、３枚のマルチスライスそれぞれを１回ずつ選択励起する毎に、プリパルスとしてのプレサチュレーションパルスを印加することができる。このプレサチュレーションパルスの情報は、予めパルスシーケンスに組み込まれている。このため、パルスシーケンス情報を受け取ったシーケンサ５がプレサチュレーションパルス情報に応じて送信器８Ｔ及び傾斜磁場電源４を駆動させることにより、プレサチュレーションパルスが印加される。このプレサチュレーションパルスは、現在スキャンしているマルチスライスに相当に密着した空間位置を励起する必要があるため、同図（ａ）に示す如く、被検体移動に応じてプレサチュレーションパルスの印加位置も変えている。
【００６９】
一方、プリパルスに要求される特性は撮像対象によっても異なる。本撮影部分であるマルチスライスとプレサチュレーション領域とを特に密着させる要請が無い場合、図７（ｂ）に示す如く、プレサチュレーション領域はマルチスライス移動に関わらず、どのスライスとも干渉しない程度に離間させた位置に固定してもよい。
【００７０】
（変形例２）
別の変形例は、動きに因るＭＲ信号の位相の乱れを補償するグラジェントモーメントナリング（ＧＭＮ：ＭＲＩの分野において、このグラジェントモーメントナリングはリフェーズ、フローリフェーズ、又はフローコンペンセーションなどとも呼ばれる）の併用に関する。
【００７１】
天板を一定速度で移動させることにより被検体も移動するが、この状態は、被検体全体がフローに拠る１次モーメント（速度モーメント）の影響を受けていると考えられる。このため、上述した第１、第２の実施形態で使用するパルスシーケンスの、被検体移動方向に相当するスライス方向傾斜磁場に、１次又は２次以上のグラジェントモーメントナリングのための位相補償パルスが組み込まれる。なお、オブリーク撮像の場合、読出し方向や位相エンコード方向のグラジェントモーメントナリングを組み込んでもよい。
【００７２】
これにより、被検体がスキャン中に一定速度で移動した場合でも、この移動に因る信号位相の乱れは発生しないため、かかる位相乱れに因るアーチファクトの発生を排除して、高画質のＭＲ像を提供することができる。
【００７３】
（変形例３）
上述したグラジェントモーメントナリングの技法によれば、位相補償パルスを追加的に印加する構成が必要になるので、傾斜磁場の印加時間が増大してしまうため、必ずしもオールマイティに使用できる訳では無い。
【００７４】
そこで、前述の第１、第２の実施形態で説明した撮像法に使用するパルスシーケンスがＲＦリフォーカスパルスを用いた高速ＳＥ法のシーケンスである場合、被検体の移動方向にＶＩＰＳ（ＶｅｌｏｃｉｔｙＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＰｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔＳｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ）法を満たすように構成する変形例を提供できる。
【００７５】
このＶＩＰＳ法は、例えば論文「Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔｌ．Ｓｏｃ．Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．Ｍｅｄ．第７回（１９９９）、第１９１０頁」により知られているように、例えば高速ＳＥ法のパルスシーケンスに拠るスピンエコーの振舞いをスピン位相の面から規定したもので、「φ／２条件」を満足させる撮像法である。
【００７６】
これにより、グラジェントモーメントナリングのような位相補償パルスを追加しなくても済むので、良好なデータ収集効率を保持した状態で、前述したマルチスライス撮像やオブリーク撮像を実行することができ、前述した各種の優位性を享受することができる。
【００７７】
なお、本発明は前述した実施形態のものに限定されることなく、請求項記載の発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜に変形可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置によれば、マルチスライス撮像など、実際の臨床で極めて有用な機能を発揮する撮像法や画質向上手法を、被検体の連続移動を伴う撮像においても使用できるので、この移動撮像法の高機能化を図るとともに、撮像可能な領域が狭い場合であっても、これよりも大きな領域の臨床部位を高速に撮像でき、且つ、スループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成の概要を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態に係るマルチスライス撮像を時間、天板（被検体）移動、及びマルチスライスの選択励起位置の関係で説明する図。
【図３】被検体の移動を伴うマルチスライス撮像に使用可能な、ＦＥ法に拠るパルスシーケンスを示すタイミングチャート。
【図４】マルチスライス撮像における被検体移動、固定の撮像範囲、及びマルチスライスの位置の関係を数点の時間をパラメータにして説明する図。
【図５】第２の実施形態に係るオブリーク撮像（同図（ｂ））における被検体の移動方向及びスライス選択方向の位置関係を、オブリーク角＝０の場合（同図（ａ））と比較して説明する図。
【図６】図５のオブリーク撮像の詳細を示す部分拡大図。
【図７】変形例に係る、プレサチュレーションパルスを併用したときの印加位置を例示する図。
【符号の説明】
１静磁場磁石
３傾斜磁場コイル
４傾斜磁場電源
５シーケンサ
６ホスト計算機
８Ｔ送信器
８Ｒ受信器
１０演算ユニット
１１記憶ユニット
１２表示器
１３入力器
１７寝台
１７Ａ天板
Ｐ被検体（撮像対象）

Claims

被検体を移動させながら前記被検体のマルチスライスの領域を選択励起してエコーデータを収集するスキャン手段を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
前記スキャン手段は、
前記マルチスライスの位置を、装置側から固定的に設定されている撮像範囲内において前記被検体の移動に応じて移動させる位置移動手段と、
前記マルチスライスの内の移動方向先頭に位置するスライスが前記撮像範囲を超えるときに、前記マルチスライスの移動方向後尾に別のスライスを前記マルチスライスの一部として追加する手段とを有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記被検体を載せる天板と、この天板をその長手方向に移動させる機構とを有する寝台手段をさらに備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
請求項１又は２記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記位置移動手段は、前記マルチスライスに対する前記選択励起のＲＦパルスの搬送周波数をスライス毎に変更する手段であることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記スキャン手段は、前記被検体を移動させながら、プレパレーションパルスを付随させているパルスシーケンスの元で前記被検体の所定領域を選択励起してエコーデータを収集する手段と、前記プレパレーションパルスの前記被検体への印加位置を前記所定領域の移動に連動させる手段とをさらに有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記スキャン手段は、前記被検体を移動させながら、所定のパルスシーケンスの元で前記被検体の所定領域を選択励起してＭＲ信号を収集する手段を有し、
前記パルスシーケンスは、前記被検体の移動方向の傾斜磁場の少なくとも一部に１次又は２次以上のグラジェントモーメントナリング用の位相補償パルスを付加してなるパルスシーケンスであることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記スキャン手段は、前記被検体を移動させながら、所定のパルスシーケンスの元で前記被検体の所定領域を選択励起してエコー信号を収集する手段を有し、
前記パルスシーケンスは、前記被検体の移動方向の傾斜磁場の少なくとも一部がＶＩＰＳ条件を満たす高速スピンエコー系のパルスシーケンスで成ることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。