CN102727205B - 磁共振成像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种在为了调整对比度而伴随着施加区域选择脉冲作为RF脉冲来进行成像的情况下，能在摄像条件的设定时容易地掌握所设想的对比度的磁共振成像装置。实施方式涉及的磁共振成像装置具备摄像条件设定单元、确认图像制作单元和成像单元。摄像条件设定单元设定摄像条件，该摄像条件伴随着包含区域选择高频脉冲的、用于调整对比度的多个高频预脉冲的施加。确认图像制作单元基于包含所述多个高频预脉冲的施加区域和施加次数在内的施加条件，生成用于确认对比度的图像并使该图像显示。成像单元按照所述摄像条件执行磁共振成像。

Description

磁共振成像装置
本申请基于申请日为2011年4月6日的日本特许申请2011-084132和申请日为2012年3月2日的日本特许申请2012-47434，并主张日本特许申请2011-0841322和日本特许申请2012-47434的优先权。本说明书中引用日本特许申请2011-0841322和日本特许申请2012-47434的全部内容以作参考。
技术区域
本发明的实施方式涉及一种磁共振成像(MRI：Magnetic ResonanceImaging)装置。
背景技术
MRI是通过用拉莫尔频率的高频(RF：radio frequency)信号磁激励放置于静磁场中的被检体的原子核自旋，并根据伴随该激励产生的核磁共振(NMR：nuclear magnetic resonance)信号来重构图像的摄像法。
在MRI中，为了得到具有期望的对比度的图像，在数据收集以前施加各种各样的预脉冲作为RF脉冲。例如，在对血管成像的磁共振血管摄影法(MRA：magnetic resonance angiography)中，为了得到血流与背景组织的对比度差而施加自旋标记(标记)脉冲(也称为做记号脉冲)。
自旋标记脉冲是用于对流入到摄像截面上的血液或脑脊髓液(CSF：cerebrospinal fluid)等流体中包含的自旋做记号的预脉冲。特别是用于进行血液的自旋标记的自旋标记脉冲，被称为ASL(Arterial spin labeling：动脉自旋标记)脉冲。
作为非造影MRA中使用的代表性自旋标记脉冲，已知有t-SLIP(TIME-SLIP：time-Spatial Labeling Inversion Pulse，时间-空间标记反转脉冲)。t-SLIP由区域非选择反转恢复(IR：inversion recovery)脉冲和区域选择IR构成。区域选择IR脉冲能够与摄像区域独立地任意设定。从而，用区域非选择IR脉冲抑制NMR信号，另一方面，用区域选择IR脉冲对标记区域进行标记，以强调来自特定区域上的血液的NMR信号，这种情况下，能够作为高信号部位而选择性地描绘出在反转时间(TI：inversiontime)之后从标记区域流出的血液。
再有，区域非选择IR脉冲可以进行(导通)ON/OFF(断开)切换。在使区域非选择IR脉冲为OFF时，通过施加区域选择IR脉冲，来自标记区域中包含的血液的信号被抑制。从而，TI后从标记区域流出的血液被描绘为低信号部位。
除了这样的t-SLIP以外，饱和(saturation)脉冲等RF脉冲也被用于对比度的调整。作为RF预脉冲而施加的预饱和(Presat：presaturation)脉冲，是用于通过使期望的物质的自旋饱和来抑制来自期望的物质的信号的预脉冲。
t-SLIP或Presat脉冲等的为了调整对比度而施加的RF预脉冲，可以互相组合。即，通过在数据收集以前施加多个同种或不同种的区域选择RF预脉冲或者区域非选择RF预脉冲，能够收集具有多种多样的对比度的MR图像。
在摄像条件的设定时设定施加单一的RF预脉冲的情况下，能够容易地掌握作为目的的对比度。即，操作人员能够在摄像条件的设定时容易地掌握收集具有什么样的对比度的图像。
但是，在设定施加包含区域选择RF预脉冲的多个RF预脉冲的情况下，存在不能够容易掌握作为目的的对比度的可能性。例如，在多个区域选择RF预脉冲的施加区域不同，并且施加区域间存在重叠部分的情况下，重叠部分中包含的自旋受到各区域选择RF预脉冲的影响。另外，在施加180°区域非选择IR脉冲时，自旋的纵向磁化反转180°，成为高信号的部分和成为低信号的部分反转。
其结果，会有操作人员不能够容易地掌握在摄像区域的各部分中设想的对比度之虞。
本发明的目的在于，提供一种在为了调整对比度而伴随着施加区域选择脉冲作为RF脉冲来进行成像的情况下，能在摄像条件的设定时容易地掌握所设想的对比度的磁共振成像装置。
发明内容
本发明的实施方式涉及的磁共振成像装置具备摄像条件设定单元、确认图像制作单元和成像单元。摄像条件设定单元设定摄像条件，该摄像条件伴随着包含区域选择高频脉冲的、用于调整对比度的多个高频预脉冲的施加。确认图像制作单元基于包含所述多个高频预脉冲的施加区域和施加次数在内的施加条件，生成用于确认对比度的图像并使该图像显示。成像单元按照所述摄像条件执行磁共振成像。
附图说明
图1是本发明的实施方式涉及的磁共振成像装置的结构图。
图2是图1所示的计算机的功能框图。
图3是示出由图1所示的磁共振成像装置设定伴随用于得到期望对比度的RF预脉冲的施加的摄像条件来进行成像时的流程的流程图。
图4是示出图1所示的对比度确认信息制作部中的对比度确认用图像信息的制作例的图。
图5是示出在图4所示的对比度确认图像中模拟显示血流的对比度的例子的图。
图6是示出图1所示的对比度确认信息制作部中的与TI长度相对应的对比度确认用图像信息的制作例的图。
图7是示出通过施加图6所示的IR脉冲而产生的纵向磁化的时间变化的图。
图8是示出图1所示的对比度确认信息制作部中的包含图像化区域外的区域在内的对比度确认用图像信息的制作例的图。
具体实施方式
本发明的实施方式涉及的磁共振成像装置具备摄像条件设定单元、确认图像制作单元和成像单元。摄像条件设定单元设定摄像条件，该摄像条件伴随着包含区域选择高频脉冲的、用于调整对比度的多个高频预脉冲的施加。确认图像制作单元基于包含所述多个高频预脉冲的施加区域和施加次数在内的施加条件，生成用于确认对比度的图像并使该图像显示。成像单元按照所述摄像条件执行磁共振成像。
参照附图，关于本发明的实施方式涉及的磁共振成像装置进行说明。
图1是本发明的实施方式涉及的磁共振成像装置的结构图。
磁共振成像装置20具备形成静磁场的筒状的静磁场用磁铁21、设置在该静磁场用磁铁21内部的匀场线圈22、梯度磁场线圈23和RF线圈24。
此外，磁共振成像装置20中具备控制系统25。控制系统25具备静磁场电源26、梯度磁场电源27、匀场线圈电源28、发送器29、接收器30、顺序控制器31和计算机32。控制系统25的梯度磁场电源27包括X轴梯度磁场电源27x、Y轴梯度磁场电源27y和Z轴梯度磁场电源27z。此外，计算机32中具备输入装置33、显示装置34、运算装置35和存储装置36。
静磁场用磁铁21与静磁场电源26连接，具有利用从静磁场电源26供给的电流在摄像区域形成静磁场的功能。再有，静磁场用磁铁21多数情况下由超导线圈构成，在激励时与静磁场电源26连接而被供给电流，但一般情况下一旦被激励后就成为非连接状态。此外，有时也用永久磁铁构成静磁场用磁铁21，而不设置静磁场电源26。
此外，在静磁场用磁铁21的内侧同轴地设置筒状的匀场线圈22。匀场线圈22构成为与匀场线圈电源28连接，从匀场线圈电源28向匀场线圈22供给电流，以使静磁场均匀化。
梯度磁场线圈23包括X轴梯度磁场线圈23x、Y轴梯度磁场线圈23y和Z轴梯度磁场线圈23z，在静磁场用磁铁21的内部形成为筒状。在梯度磁场线圈23的内侧设置有诊视床37作为摄像区域，在诊视床37上放置被检体P。在RF线圈24中具有内置在架台中的收发RF信号用的全身用线圈(WBC：whole body coil)、或设置在诊视床37或被检体P附近的接收RF信号用的局部线圈等。
此外，梯度磁场线圈23与梯度磁场电源27连接。梯度磁场线圈23的X轴梯度磁场线圈23x、Y轴梯度磁场线圈23y和Z轴梯度磁场线圈23z分别与梯度磁场电源27的X轴梯度磁场电源27x、Y轴梯度磁场电源27y和Z轴梯度磁场电源27z连接。
并且，利用分别从X轴梯度磁场电源27x、Y轴梯度磁场电源27y和Z轴梯度磁场电源27z向X轴梯度磁场线圈23x、Y轴梯度磁场线圈y和Z轴梯度磁场线圈23z供给的电流，能够在摄像区域分别形成X轴方向的梯度磁场Gx、Y轴方向的梯度磁场Gy和Z轴方向的梯度磁场Gz。
RF线圈24与发送器29和接收器30中的至少一方连接。发送用RF线圈24具有从发送器29接收RF信号并向被检体P发送的功能，接收用RF线圈24具有接收伴随着被检体P内部的原子核自旋因RF信号引起的激励所产生的NMR信号，并提供给接收器30的功能。
另一方面，控制系统25的顺序控制器31与梯度磁场电源27、发送器29和接收器30连接。顺序控制器31具有：对顺序信息进行存储的功能；以及通过按照所存储的规定的顺序驱动梯度磁场电源27、发送器29和接收器30，来产生X轴梯度磁场Gx、Y轴梯度磁场Gy和Z轴梯度磁场Gz以及RF信号的功能，所述顺序信息描述了为了驱动梯度磁场电源27、发送器29和接收器30所需的控制信息、例如应该向梯度磁场电源27施加的脉冲电流的强度或施加时间、施加定时等动作控制信息。
此外，顺序控制器31构成为，接收原始数据(raw data)，并提供给计算机32，所述原始数据是通过接收器30中的NMR信号的检波以及A/D(analog to digital)变换而得到的复数数据。
从而，发送器29中具备基于从顺序控制器31接收的控制信息，向RF线圈24提供RF信号的功能，另一方面，接收器30中具备：通过对从RF线圈24接收的NMR信号进行检波，执行所需的信号处理并且进行A/D变换，来生成作为数字化后的复数数据的原始数据的功能；以及将生成的原始数据提供给顺序控制器31的功能。
另外，磁共振成像装置20中还具备取得被检体P的ECG(electrocardiogram：心电图)信号的ECG单元38。构成为，经由顺序控制器31向计算机32输出由ECG单元38取得的ECG信号。
再有，也可以取代将搏动作为心搏信息表示的ECG信号，而是取得将搏动作为脉搏信息表示的脉搏同步(PPG：peripheral pulse gating)信号。PPG信号是将例如指尖的脉搏作为光信号所检测到的信号。在取得PPG信号的情况下，设置有PPG信号检测单元。以下关于取得ECG信号的情况进行叙述。
此外，通过用运算装置35执行计算机32的存储装置36中保存的程序，计算机32具备各种功能。但是，也可以取代程序的至少一部分，而在磁共振成像装置20中设置具有各种功能的特定电路。
图2是图1所示的计算机32的功能框图。
计算机32的运算装置35通过执行存储装置36中保存的程序来具有摄像条件设定部40和数据处理部41的功能。摄像条件设定部40具有预脉冲设定部40A和对比度确认信息制作部40B。此外，存储装置36还具有k空间数据存储部42和图像数据存储部43的功能。
摄像条件设定部40具有按照来自输入装置33的指示信息设定包含脉冲顺序的摄像条件，并向顺序控制器31输出所设定的摄像条件的功能。特别是摄像条件设定部40具有设定摄像条件的功能，该摄像条件伴随着包含区域选择RF脉冲的、用于调整对比度的多个RF预脉冲的施加。因此，摄像条件设定部40构成为，使显示装置34上显示摄像条件的设定画面，参照摄像条件的设定画面，并按照从输入装置33输入的信息来设定摄像条件。
例如，在对血流或CSF等流体进行成像时，设定利用三维(3D：threedimensional)扫描从空间区域执行NMR数据的收集的3D稳态自由进动(SSFP：steady state free precession)顺序或3D FASE(fast asymmetric spinecho：快速不对称自旋回波、或者fast advanced spin echo：快速超前自旋回波)顺序来作为摄像条件。
另外，在由MRA对血流等具有周期性的对象进行成像时，以使得与ECG信号等同步信号同步地在规定的心时间相位中收集NMR数据的方式设定从R波等基准波到数据收集时刻为止的延迟时间等，来作为摄像条件。
预脉冲设定部40A具有设定为了得到期望的对比度而应该施加的RF预脉冲作为摄像条件的功能。作为用于调整对比度的RF预脉冲，举出有IR脉冲和Presat脉冲。IR脉冲是使纵向磁化向量反转180度的脉冲。此外，Presat脉冲是使纵向磁化向量转90度而使自旋饱和的脉冲。
此外，RF预脉冲中存在可设定空间上的施加区域的区域选择RF脉冲和不能设定施加区域的区域非选择RF预脉冲。若施加区域选择RF预脉冲，就能够对施加区域中包含的血流等流体进行标记(做记号)。从而，在施加了区域选择RF预脉冲后，能选择性地描绘出从区域选择RF预脉冲的施加区域向外部流出的流体或反之从施加区域外部流入到施加区域的流体。
在预脉冲设定部40A中，可以设定按期望的定时施加期望数量的同种或者不同种的RF预脉冲的这样的RF预脉冲的施加条件来作为摄像条件。特别是组合了区域选择IR脉冲和可ON-OFF切换的非区域选择IR脉冲而成的脉冲，被称为t-SLIP脉冲。并且，可以设定t-SLIP脉冲的条件参数，使得为了得到期望的对比度而向同一或者不同的期望区域多次施加区域选择IR脉冲。此外，通过标记动脉而选择性地描绘出的RF预脉冲，被叫做ASL脉冲。在标记血液或CSF等流体时，将多个RF预脉冲中的至少一个，设定为标记被检体P中流动的流体的区域选择IR脉冲或区域选择Presat脉冲等标记脉冲。
对比度确认信息制作部40B具有：制作图像信息的功能；以及将制作成的图像信息作为对比度确认信息来显示在摄像条件的设定画面上的功能，所述图像信息用于操作人员视觉上对利用预脉冲设定部40A中设定的RF预脉冲得到图像对比度进行确认。
更具体而言，对比度确认信息制作部40B构成为，基于至少包含多个RF预脉冲的施加区域和施加次数在内的施加条件，生成用于确认对比度的图像并使该图像显示。另外，也可以根据需要，基于多个RF预脉冲的各施加定时，生成表示与各施加定时相对应的T1弛豫的影响的图像，来作为对比度确认信息。此外，也可以生成用设想的对比度显示流体的流动而成的图像来作为对比度确认信息。
数据处理部41具有：从顺序控制器31取得NMR信号，并配置在形成于k空间数据存储部42中的k空间中作为k空间数据的功能；通过从k空间数据存储部42取入k空间数据实施包含傅立叶变换(FT：Fouriertransform)的图像重构处理，来重构图像数据的功能；将图像数据写入到图像数据存储部43中的功能；以及从图像数据存储部43取入图像数据进行必要的图像处理后显示在显示装置34上的功能。
作为图像处理的例子，举出用于将3D图像数据显示为二维(2D：twodimensional)图像数据的最大值投影(MIP：Maximum Intensity Projection)、或用于选择性地描绘出所着眼的动脉的图像数据间的差分(subtraction)处理等。
将数据处理部41中生成的定位图像数据，用于在摄像条件设定部40中的图像化区域或RF预脉冲的施加区域等的摄像条件的设定中。另外，可以将数据处理部41中生成的定位图像数据等期望的图像数据，根据需要而作为用于在对比度确认信息制作部40B中生成图像信息作为对比度确认信息的数据来进行利用。从而，数据处理部41构成为，响应来自对比度确认信息制作部40B的请求而提供必要的图像数据。
下面，关于磁共振成像装置20的动作和作用进行说明。
图3是示出由图1所示的磁共振成像装置20设定伴随用于得到期望对比度的RF预脉冲的施加的摄像条件后进行成像时的流程的流程图。
首先，预先在诊视床37上放置被检体P，在由静磁场电源26激励的静磁场用磁铁21(超导磁铁)的摄像区域上形成静磁场。此外，从匀场线圈电源28向匀场线圈22供给电流，使摄像区域上形成的静磁场均匀化。
另外，预先收集正交3个截面图像数据等的作为基准的图像数据、或摄像区域等摄像条件的设定中必需的定位图像数据。
然后，在步骤S1中，由摄像条件设定部40在显示装置34上显示摄像条件的设定画面。操作人员参照摄像条件的设定画面，通过操作输入装置33，向摄像条件设定部40输入摄像条件的各种参数的指定信息。这样就在摄像条件设定部40中设定了摄像部位、摄像区域和脉冲顺序等摄像条件。此外，在对血流等具有周期性的流体进行成像时，设定ECG同步等数据收集定时作为摄像条件。
另外，由预脉冲设定部40A按照从输入装置33输入的信息，设定对比度调整用RF预脉冲的种类、数量、施加区域、施加顺序和施加定时等施加条件，作为摄像条件的一部分。RF预脉冲的施加区域可以设定在显示装置34上显示的定位图像数据上。
接着，在步骤S2中，对比度确认信息制作部40B基于预脉冲设定部40A中设定的RF预脉冲的施加条件，制作用于操作人员视觉上对通过施加RF预脉冲而得到的图像对比度进行确认的图像信息。然后，对比度确认信息制作部40B将制作成的图像信息作为对比度确认图像信息，显示在摄像条件的设定画面上。
可以按照IR脉冲和Presat脉冲的施加次数、施加区域和TI来制作对比度确认图像数据。在施加1次IR脉冲时，通过施加静磁场而产生的施加区域的纵向磁化向量进行反转。此外，在施加1次Presat脉冲时，施加区域中的纵向磁化的绝对值变为零。然后，从RF预脉冲的施加定时起随着时间的经过，通过纵(T1)弛豫而纵向磁化恢复。将从IR脉冲的施加定时到NMR信号的收集定时为止的期间叫做TI。
如果图像数据的生成所使用的NMR信号不是复数信号的绝对值，而是能取正负值的实部(real)信号，就描绘纵向磁化为正值的部位作为高信号部位，描绘纵向磁化为负值的部位作为低信号部位。此外，在灰度级的亮度显示中，高信号部位会被显示得白，低信号部位会被显示得黑。
从而，被施加偶数次IR脉冲的区域纵向磁化成为正值，会被描绘成白的高信号区域，另一方面，被施加奇数次IR脉冲的区域纵向磁化成为负值，会被描绘成黑的低信号区域。
因此，可以制作出分别示意地用白色显示被施加偶数次IR脉冲的区域且用黑色显示被施加奇数次IR脉冲的区域而成的图像数据，来作为对比度确认图像数据。当然，也可以制作出在用于设定IR脉冲的施加区域的定位图像数据上使成为高信号的区域和成为低信号的区域视觉上识别显示而成的图像数据，来作为对比度确认图像数据。可以将制作成的对比度确认图像实时地显示在显示装置34上的摄像条件的设定画面上。
图4是示出图1所示的对比度确认信息制作部40B中的对比度确认用图像信息的制作例的图。
例如，在最初设定了将摄像区域内的用TAG1表示的矩形空间区域作为施加区域的第一区域选择IR脉冲时，显示如IMAGE1所示的对比度确认图像。即，向第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG1施加1次IR脉冲。另一方面，不向其他区域施加IR脉冲。从而显示出用黑或者深灰色显示了第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG1并用白或者浅灰色显示了其他区域的对比度确认图像。
接着，在设定了将用TAG2表示的矩形空间区域作为施加区域的第二区域选择IR脉冲时，与IMAGE1同样地显示如IMAGE2所示的对比度确认图像。第二区域选择IR脉冲的施加区域TAG2是与第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG1不同并且具有与第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG1相重叠的部分的矩形区域。
在进一步将第二区域选择IR脉冲的施加和第一区域选择IR脉冲的施加组合在一起时，显示出如IMAGE3所示的对比度确认图像。即，第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG1和第二区域选择IR脉冲的施加区域TAG2中的相互不重叠的区域，被施加1次IR脉冲。另一方面，第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG1和第二区域选择IR脉冲的施加区域TAG2中的相互重叠的区域被施加2次IR脉冲。
从而显示出用黑或者深灰色显示了相互不重叠的第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG1和第二区域选择IR脉冲的施加区域TAG2并且用白或者浅灰色显示了包含第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG1与第二区域选择IR脉冲的施加区域TAG2的重叠区域在内的其他区域而成的对比度确认图像。
接着，在与第二区域选择IR脉冲的施加区域相同的施加区域TAG2上设定了第三区域选择IR脉冲时，显示如IMAGE4所示的对比度确认图像。然后在进行了将第三区域选择IR脉冲与第一和第二区域选择IR脉冲相组合的设定时，该设定就相当于视觉上在如IMAGE3所示的标记效果上追加如IMAGE2所示的标记效果。
该情况下，第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG1中的与施加区域TAG2不重叠的区域，仅被施加1次第一区域选择IR脉冲。另一方面，第二和第三区域选择IR脉冲的施加区域TAG2中的与施加区域TAG1不重叠的区域，被施加2次IR脉冲。此外，向第一、第二和第三区域选择IR脉冲的施加区域TAG1、TAG2的重叠区域施加3次IR脉冲。换言之，向第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG1施加1次或者3次IR脉冲，向其他区域不施加或者施加2次IR脉冲。
从而显示出用黑或者深灰色显示了第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG1并且用白或者浅灰色显示了包含第二和第三区域选择IR脉冲的施加区域TAG2在内的其他区域而成的对比度确认图像。
再有，在图4的例子中，用白和浅灰色来对对比度确认图像进行色标区分，使得能够视觉上识别施加了2次IR脉冲的区域与不施加IR脉冲的区域。即，由于第二和第三区域选择IR脉冲的施加区域TAG2中的与施加区域TAG1不重叠的区域被施加2次IR脉冲，因此用白显示，不施加区域选择IR脉冲的区域用浅灰色显示。
接着，在设定了区域非选择IR脉冲的施加时，显示如IMAGE6所示的对比度确认图像。然后在进行了将区域非选择IR脉冲与第一至第三区域选择IR脉冲相组合的设定时，该设定就相当于视觉上在如IMAGE4所示的标记效果上追加如IMAGE5所示的标记效果。
该情况下，在全部摄像区域上增加1次IR脉冲的施加次数，数据收集期间的纵向磁化进行反转。从而，使IMAGE5所示的对比度确认图像的亮度反转而成的图像成为IMAGE6所示的对比度确认图像。
但是，在图4的例子中，用浓度进行色标区分，使得能够视觉上识别仅施加区域非选择IR脉冲的区域、和合计施加奇数次区域选择IR脉冲和区域非选择IR脉冲这两者的区域。即，用深灰色显示合计施加奇数次区域选择IR脉冲和区域非选择IR脉冲这两者的区域，用浅一些的灰色显示仅施加区域非选择IR脉冲的区域。
再有，图4示出了按照IR脉冲的设定顺序更新对比度确认图像的例子，IR脉冲的设定顺序与已设定的IR脉冲的施加顺序未必一致。即，可以将在时间上应该比已经设定的IR脉冲先施加的IR脉冲，设定在已经设定的IR脉冲之后。
此外，图4中示出了施加IR脉冲作为RF预脉冲时的例子，在施加Presat脉冲时，也可以在对比度确认图像上示意地显示施加区域来作为低信号化的区域。该情况下，也可以根据需要，用灰度级表示信号的强弱。
在对血流或CSF等流体进行成像时，可以选择性地描绘出流体，使得能够利用流向区域选择IR脉冲的施加区域的流体的Wash-in或者来自区域选择IR脉冲的施加区域的流体的Wash-out来与背景组织相识别。因此，也可以用设想的对比度在对比度确认图像上显示假想的流体的流动。
图5是示出在图4所示的对比度确认图像中模拟显示血流的对比度的例子的图。
图5(A)是示意地表示了作为WB(white blood：白色血液)图像而描绘出血流的情况的对比度确认图像。在向低信号区域流入了已在高信号区域中标记的血液时，如图5(A)所示，将背景组织描绘成黑，并相对地将已标记的血液描绘成白。从而能够得到在血流信号与背景信号之间具有良好的对比度差的血流像。
另一方面，图5(B)是示意地表示了作为BB(black blood：黑色血液)图像而描绘出血流的情况的对比度确认图像。在从标记区域流出了已在低信号区域中标记的血液时，可以如图5(B)所示地将血液描绘成黑。再有，若血液的流出目的地是高信号区域，则将背景组织描绘成白，并相对地将血液描绘成黑，因此，能够得到良好的对比度差。
从而，是作为WB来描绘血液，还是作为BB来描绘血液，这依存于标记区域和血流流动方向。因此，在对比度确认图像上显示流体的流动时，对比度确认信息制作部40B基于标记区域、血管的轮廓信息、血流流动的方向和IR脉冲的施加次数，来生成模拟地显示WB图像数据或BB图像数据而成的对比度确认图像数据。
该情况下，对比度确认信息制作部40B首先从定位图像数据等预先收集到的任意图像数据中提取通过标记区域边界的血管的轮廓。可以利用包括针对像素值的阈值处理或边缘提取处理等公知的处理在内的图像处理来进行血管的轮廓提取处理。
特别是在血流的成像的情况下，多数情况是对动脉成像。可以利用对应于心脏扩张期的图像数据与对应于收缩期的图像数据间的差分处理，来选择性地描绘出动脉。因此，如果使用对应于扩张期的图像数据与对应于收缩期的图像数据之间的差分图像数据，就能够更清晰地提取出动脉的轮廓。
接着，对比度确认信息制作部40B按照基于解剖学信息的判定基准或者经验性的判定基准等任意的判定处理基准，自动判定在通过标记区域边界的血管内流动的血流的方向。再有，也可以操作人员利用输入装置33的操作，事先指定成为血流方向判定对象的血管。
然后，对比度确认信息制作部40B生成以下对比度确认图像数据，在该对比度确认图像数据中，将血流从成为高信号部位的标记区域流向外部的低信号区域的血管、和从成为高信号部位的外部流入到成为低信号部位的标记区域的血管，作为WB区域进行模拟显示；另一方面，将血流从成为低信号部位的标记区域流向外部的高信号区域的血管、和从成为低信号部位的外部流入到成为高信号部位的标记区域的血管，作为BB区域进行模拟显示。
将生成的对比度确认图像数据显示在显示装置34上。然后，操作人员能够掌握在对比度确认图像上作为WB所描绘出的血管和作为BB所描绘出的血管。
这样地就能够判定在通过RF预脉冲的施加区域边界的血管内流动的血流方向，并基于血流方向生成表示将血液描绘成白还是描绘成黑的对比度确认图像。
再有，操作人员可以利用输入装置33的操作对每条血管手动指定血流流动的方向，或者也可以利用输入装置33的操作对自动判定为默认的血流方向进行修正。
在图4和图5所示的例子中，关于不考虑IR脉冲的施加顺序和T1弛豫而是基于IR脉冲的施加次数和施加区域简易地显示对比度确认图像的情况进行了说明，但也可以基于IR脉冲或Presat脉冲等各RF预脉冲的各施加定时，生成表示与各施加定时相应的T1弛豫的影响的对比度确认图像。
即，IR脉冲的施加区域中的信号强度依存于TI进行变化。同样地，在从Presat脉冲的施加定时到数据收集定时为止的期间，也对来自Presat脉冲的施加区域的信号强度产生影响。因此，也可以制作根据TI和从Presat脉冲的施加定时到数据收集定时为止的期间示意地表示相对信号强度的指标而成的对比度确认图像。
例如，可以制作出按照每个区域显示设定成为最低信号的区域为0％而设定成为最高信号的区域为100％这样的相对信号强度比例的对比度确认图像。可以利用与比例相应的灰度级来表示信号强度的比例。此外，也可以将信号强度的比例自身设定为数值来显示在对比度确认图像上。换言之，可以制作使最小值为0％、最大值为100％的归一化的相对信号强度的映射来作为对比度确认图像。
图6是示出图1所示的对比度确认信息制作部40B中的与TI长度相应的对比度确认用图像信息的制作例的图，图7是示出通过施加图6所示的IR脉冲而产生的纵向磁化的时间变化的图。
在图7(A)、(B)、(C)中，各横轴示出时间t，各纵轴示出已归一化的纵向磁化Mz。如图7(A)所示，在施加IR脉冲前的初始状态t＝0时，由于静磁场的影响而摄像区域R的纵向磁化Mz0成为正的最大值+1。
然后，设定向例如图6所示的施加区域TAG11施加已设定为TI＝700的第一区域选择IR脉冲。于是，第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11中的纵向磁化Mz11就如图7(A)所示，在相当于距离数据收集期间为TI＝700的定时上，从最大值+1反转为负的最小值-1。另一方面，其他摄像区域R的纵向磁化Mz0维持正的最大值+1。
从而，在第一区域选择IR脉冲的施加紧后面，从施加区域TAG11产生具有最小强度的信号，从其他摄像区域R产生具有最大强度的信号。即，第一区域选择IR脉冲施加紧后面的施加区域TAG11的内外间的对比度差成为最大。
从而，如图6所示地制作出用黑色显示了第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11内并且用白色显示了第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11外的摄像区域R而成的IMAGE11，作为对比度确认图像。此外，在第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11上显示出0％。
从第一区域选择IR脉冲的施加紧后面开始，通过T1弛豫，如图7(A)的虚线所示地，第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11内的纵向磁化Mz11逐渐地恢复。
接着，设定向如图6所示地与第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11不同且存在重叠的施加区域TAG12施加已设定为TI＝400的第二区域选择IR脉冲。这相当于视觉上在用对比度确认图像IMAGE11表示的标记效果受到T1弛豫的影响后追加了用对比度确认图像IMAGE12表示的标记效果。
于是，与第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11不重叠的第二区域选择IR脉冲的施加区域TAG12中的纵向磁化Mz12如图7(B)所示，在相当于TI＝400的定时上，从最大值+1反转到负值。另一方面，第一和第二区域选择IR脉冲全都不施加的其他摄像区域R的纵向磁化Mz0维持正的最大值+1。
另外，与第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11重叠的第二区域选择IR脉冲的施加区域TAG12中的纵向磁化Mz11_12，成为通过TI＝700到TI＝400期间的T1弛豫而恢复了的第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11中的纵向磁化Mz11反转后的值。另一方面，与第二区域选择IR脉冲的施加区域TAG12不重叠的第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11、即仅施加第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11中的纵向磁化Mz11，维持通过TI＝700到TI＝400期间的T1弛豫而恢复后的值。
再有，在图7(B)中，实际上TI＝400的定时上的表示各区域的纵向磁化Mz0、Mz11、Mz12、Mz11_12的向量重合，但为了说明而显示成不重合。
在第二区域选择IR脉冲的施加紧后面，从仅施加第二区域选择IR脉冲的施加区域TAG12产生最小强度的信号，从第一和第二区域选择IR脉冲全都不施加的摄像区域R产生最大的强度信号。从仅施加第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11产生强度相对较小的信号，从施加第一和第二区域选择IR脉冲这两者的施加区域TAG11、TAG12的重叠区域产生强度相对较大的信号。
从而，如图6所示地制作出分别用黑色显示了仅施加第二区域选择IR脉冲的施加区域TAG12内、用白色显示了第一和第二区域选择IR脉冲全都不施加的摄像区域R、用深灰色显示了仅施加第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11内、用浅灰色显示了施加第一和第二区域选择IR脉冲两者的施加区域TAG11、TAG12的重叠区域而成的IMAGE13，作为对比度确认图像。
此外，分别将相对信号强度的比例显示为数值，例如在仅施加第二区域选择IR脉冲的施加区域TAG12上显示出0％；在仅施加第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11上显示出40％；在施加第一和第二区域选择IR脉冲这两者的施加区域TAG11、TAG12的重叠区域上显示出80％。
接着，设定在第一和第二区域选择IR脉冲的施加前的TI＝800的定时上施加区域非选择IR脉冲。这相当于视觉上在用对比度确认图像IMAGE13表示的标记效果之前追加用对比度确认图像IMAGE14表示的标记效果。
于是，如图7(c)所示，在区域非选择IR脉冲的施加紧后面，全部摄像区域R的纵向磁化Mz0从最大值+1反转成负的最小值-1。然后，在第一区域选择IR脉冲的施加紧后面，第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11中的纵向磁化Mz11成为通过TI＝800到TI＝700期间的T1弛豫而恢复的摄像区域R的纵向磁化Mz0反转后的值。另一方面，其他摄像区域R的纵向磁化Mz0维持通过TI＝800到TI＝700期间的T1弛豫而恢复后的值。
另外，在第二区域选择IR脉冲的施加紧后面，仅施加第二区域选择IR脉冲的施加区域TAG12中的纵向磁化Mz12，成为第一和第二区域选择IR脉冲全都不施加的摄像区域R的纵向磁化Mz0通过TI＝800到TI＝400期间的T1弛豫而恢复的值反转后的值。另一方面，第一和第二区域选择IR脉冲全都不施加的摄像区域R的纵向磁化Mz0维持通过TI＝800到TI＝400期间的T1弛豫而恢复的值。
此外，在第二区域选择IR脉冲的施加紧后面，仅施加第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11中的纵向磁化Mz11，成为通过TI＝700到TI＝400期间的T1弛豫而恢复的值。另一方面，施加第一区域选择IR脉冲和第二区域选择IR脉冲这两者的施加区域TAG11、TAG12的重叠区域中的纵向磁化Mz11_12，成为反转了通过TI＝700到TI＝400期间的T1弛豫而恢复的第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11中的纵向磁化Mz11后的值。
其结果，在图7(c)所示的例子中，在数据收集期间，从仅施加区域非选择IR脉冲和第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11产生最大强度的信号，从第一和第二区域选择IR脉冲以及区域非选择IR脉冲全部施加的施加区域TAG11、TAG12的重叠区域产生最小强度的信号。此外，从仅施加区域非选择IR脉冲的摄像区域R产生强度相对较小的信号，从仅施加区域非选择IR脉冲和第二区域选择IR脉冲的施加区域TAG12产生强度相对较大的信号。
从而，如图6所示地制作出分别用白色显示了仅施加区域非选择IR脉冲和第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11内、用黑色显示了施加第一和第二区域选择IR脉冲以及区域非选择IR脉冲全部的施加区域TAG11、TAG12的重叠区域、用浅灰色显示了仅施加区域非选择IR脉冲和第二区域选择IR脉冲的施加区域TAG12内、用深灰色显示了仅施加区域非选择IR脉冲的摄像区域R而成的IMAGE15，作为对比度确认图像。
此外，分别将相对信号强度的比例显示为数值，例如在仅区域非选择IR脉冲和第一区域选择IR脉冲的施加区域TAG11上显示出100％；在仅区域非选择IR脉冲和第二区域选择IR脉冲的施加区域TAG12上显示出80％；在仅施加区域非选择IR脉冲的摄像区域R上显示出40％；在施加第一和第二区域选择IR脉冲以及区域非选择IR脉冲全部的施加区域TAG11、TAG12的重叠区域上显示出0％。
这样地就能够生成用灰度级或数值模拟显示的对比度确认图像，使得能够视觉上对考虑了与TI相应的每个区域的T1弛豫后的相对信号强度进行确认。表示相对信号强度的数值，除了如图7所示地设定为比例以外，也可以设定为归一化后的纵向磁化的值或信号强度自身的值。
再有，在生成在定位图像等参照图像上显示用于确认对比度的信息而成的图像来作为对比度确认图像的情况下，可以使用各种各样的方法显示用于确认对比度的信息。作为简单的例子，举出使用与对比度相对应的灰度级显示区域选择RF预脉冲的施加区域的框线的例子。或者，也可以是将灰度级的用于显示参照图像的R(red)信号、G(green)信号和B(blue)中的任意1个或者2个配合设想的对比度进行调制的显示方法。
T1弛豫的时间常数(T1值)作为每个物质的固有值而是已知的。从而可以基于TI和T1值求出各区域中的相对信号强度。在实际的成像中，在如血液与背景组织这样的情况下，利用组织间的T1弛豫时间的差异并通过TI调整，选择性地强调或者抑制来自血液等期望组织的信号。因此，在生成对比度确认图像时，可以使用与构成各区域的背景组织等的主要成分相对应的T1值，或者使用T1值的加权平均等代表值，近似地推定各区域中的相对信号强度。
在使用每个区域的与物质相应的T1值时，生成表示与作为每个物质各不相同的值的T1值相应的T1弛豫影响的图像，作为对比度确认图像。从而需要确定每个区域的T1值。
T1值是以物质的特定信息作为参数的变量。即，T1值能够预先与大脑的白质(WM：while matter)、大脑的灰质(GM：gray matter)、脂肪、心肌、前列腺、肝脏等物质名建立关联。此外，如果确定了头部、腹部、胸部等摄像部位或区域选择RF预脉冲的施加部位，就能够确定构成部位的主要物质。从而，也可以将部位与T1值建立关联。
因此，可以使操作人员手动指定与区域选择RF预脉冲的施加区域和图像化区域相对应的物质、T1值及部位中的至少一个。作为具体例，可以利用输入装置33的操作，从下拉菜单等的选择项选择成为标记对象的物质或者部位以及图像化区域中的物质或者部位。或者，也可以利用输入装置33的操作，直接以数值形式输入与区域选择RF预脉冲的施加区域和图像化区域相对应的T1值的代表值。
并且，对比度确认信息制作部40B能够从输入装置33取得物质的指定信息，基于所指定的物质的T1值、所指定的T1值和与所指定的部位相对应的物质的T1值中的至少一个，生成表示T1弛豫的影响的图像。
另一方面，也可以自动地设定或者提示与区域选择RF预脉冲的施加区域和图像化区域中的至少一方相对应的T1值。例如，在利用输入装置33的操作手动设定了区域选择RF预脉冲的施加区域的情况下，通常考虑到目的是血液等流体的标记。因此，可以自动将利用输入装置33的操作设定的区域选择RF预脉冲的施加区域中的T1值设定为血液或者CSF的T1值。
另一方面，关于利用输入装置33的操作而设定的区域选择RF预脉冲的施加区域以外的区域中的T1值，可以自动设定为背景组织的T1值。但是，作为背景组织，由于像GM或心肌等根据摄像部位而存在多个候选，因此也可以从选择项进行选择。
另外，在对比度确认图像的生成中使用定位图像等参照图像的情况下，可以利用针对参照图像的边缘提取处理等轮廓提取处理来提取区域。因此，可以基于与所提取的区域相对应的物质的T1值，生成表示T1弛豫的影响的图像。该情况下，也可以为了确定通过轮廓提取处理提取的区域的物质或者部位而参照解剖学信息。具体而言，可以利用与解剖学信息之间的图形匹配或解析处理来确定每个区域的物质或者部位。
此外，图4、图5、和图6中示出了在摄像区域内设定利用RF预脉冲的标记区域的例子，但也可以在摄像区域的外部设定利用RF预脉冲的标记区域。该情况下，已在摄像区域的外部标记了的血液等流体流入到摄像区域中，由此描绘出已标记的流体。
图8是示出图1所示的对比度确认信息制作部40B中的包含图像化区域外的区域的对比度确认用图像信息的制作例的图。
如图8所示，可以制作出对比度确认用的图像信息，作为能对设定在图像化区域外部的区域选择RF预脉冲的施加区域和设定为与图像化区域同一区域的区域选择高频脉冲的施加区域中的至少一方进行确认的图像。在图8所示的例子中能够确认到，在图像化区域的外部设定有用TAG3识别的区域选择RF预脉冲的施加区域。
此外，如在图8所示的对比度确认图像的下部显示的下拉菜单的例子所示，可以对每个区域选择RF预脉冲的施加区域和图像化区域指定物质。这样就能够生成并显示具有与TI和各区域的T1值相应的对比度的对比度确认图像。
另外，也可以用灰度级在图像化区域等的任意位置上示意地显示血液或CSF等流体的基于T1值的明亮度。在图8所示的例子中，在利用输入装置33的操作所设定的区域选择RF预脉冲的施加区域以外的图像化区域上显示了流体的基于T1值的明亮度。从而，操作人员可以将流体的基于T1值的明亮度，与利用输入装置33的操作所设定的区域选择RF预脉冲的施加区域以外的图像化区域所对应的基于T1值的明亮度进行比较。
接着，在图3的步骤S3中，摄像条件设定部40成为来自输入装置33的成像扫描开始指示的输入等待状态。操作人员可以参照摄像条件的设定画面上显示的对比度确认图像，重新设定包含RF预脉冲的施加条件在内的摄像条件。
该情况下，在步骤S3中，由摄像条件设定部40判定为没有输入扫描开始的指示信息。然后，重新在步骤S1中，由摄像条件设定部40进行包含RF预脉冲的施加条件在内的摄像条件的重新设定。
另一方面，在操作人员判断为不用进行包含RF预脉冲的施加条件在内的摄像条件的重新设定时，从输入装置33向摄像条件设定部40输入扫描开始的指示信息。从而，在步骤S3中由摄像条件设定部40判定为已输入扫描开始的指示信息。
该情况下，在步骤S4中按照在摄像条件设定部40中已设定的包含RF预脉冲的施加条件在内的摄像条件，执行MR成像扫描。
即，从摄像条件设定部40向顺序控制器31输出包含脉冲顺序的摄像条件。顺序控制器31通过按照脉冲顺序驱动梯度磁场电源27、发送器29和接收器30而在已放置了被检体P的摄像区域上形成梯度磁场，并且从RF线圈24产生RF预脉冲或RF激励脉冲等RF信号。
从而，由被检体P内部的核磁共振产生的NMR信号，被RF线圈24接收后提供给接收器30。接收器30从RF线圈24接收NMR信号后执行所需的信号处理，之后通过进行A/D变换，生成数字数据的NMR信号即原始数据。接收器30将NMR信号提供给顺序控制器31。顺序控制器31将NMR信号输出到计算机32。
于是，数据处理部41从顺序控制器31取得NMR信号，配置在形成于k空间数据存储部42中的k空间中，作为k空间数据。
在MRA中，多数情况下与ECG信号同步地执行上述的k空间数据的收集和配置。该情况下，向顺序控制器31输出由ECG单元38取得的ECG信号，作为同步信号加以利用。
此外，利用区域选择IR脉冲或区域非选择IR脉冲等RF预脉冲，从着眼的血管内的血流等特定对象收集k空间数据作为信号强度被强调或者抑制的NMR信号。
接着，在步骤S5中，基于利用成像扫描收集到的k空间数据，生成图像数据。即，数据处理部41通过从k空间数据存储部42取入k空间数据实施图像重构处理来重构图像数据。然后，在对生成的图像数据实施了必要的图像处理之后，显示在显示装置34上。
其结果，在显示装置34上显示出具有已在摄像条件的设定画面上利用对比度确认图像预先确认到的对比度的血流像等MR图像。并且，根据需要，将图像数据保存在图像数据存储部43中。
即，如上所述的磁共振成像装置20是，在为了得到期望的对比度而设定伴随着包含区域选择RF预脉冲的多个RF预脉冲的施加的摄像条件的情况下，基于RF预脉冲的施加区域或施加次数等施加条件，显示用于确认图像对比度的对比度确认图像。
从而，根据磁共振成像装置20，能够事先确认关心区域(ROI：regionof interest)是被作为低信号区域而描绘得深还是被作为高信号区域而描绘得浅白。其结果，能容易且准确地设定RF预脉冲的施加区域等摄像条件。特别是在MRA中有效，在MRA中，重要的是与血管的走向相应的RF预脉冲的施加区域的设定。
以上记载了特定的实施方式，但是所记载的实施方式只不过是一例，并不是限定发明范围。在此记载的新的方法和装置可以以各种各样的其他方式进行实施。此外，在此记载的方法和装置的方式中，可以在不脱离发明主旨的范围内进行各种各样的省略、置换和变更。作为包含在发明范围和主旨内的内容，附加的权利要求书及其等价物包括这样的各种各样的方式和变形例。

Claims (14)

1.一种磁共振成像装置，具备：
摄像条件设定单元，设定摄像条件，该摄像条件伴随着包含区域选择高频脉冲的、用于调整对比度的多个高频预脉冲的施加；
确认图像制作单元，基于包含所述多个高频预脉冲的施加区域和施加次数在内的施加条件，生成用于确认对比度的图像并使该图像显示；和
成像单元，按照所述摄像条件执行磁共振成像。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，
所述确认图像制作单元构成为，基于所述多个高频预脉冲的各施加定时，生成表示与各个施加定时相应的纵向弛豫的影响的图像。
3.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，
所述确认图像制作单元构成为，生成以设想的对比度显示流体的流动的图像，作为用于确认所述对比度的图像。
4.根据权利要求3所述的磁共振成像装置，
所述确认图像制作单元构成为，判定在通过高频预脉冲的施加区域边界的血管内流动的血流的方向，基于所述方向，生成表示将血液描绘成白还是描绘成黑的图像。
5.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，
所述摄像条件设定单元构成为，设定用于标记在被检体流动的流体的标记脉冲，作为所述多个高频预脉冲中的至少一个。
6.根据权利要求5所述的磁共振成像装置，
所述摄像条件设定单元构成为，设定区域选择反转恢复脉冲作为所述标记脉冲。
7.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，
所述确认图像制作单元构成为，生成表示与作为每个物质各不相同的值的T1值相应的纵向弛豫的影响的图像，作为用于确认所述对比度的图像。
8.根据权利要求7所述的磁共振成像装置，
还具备物质指定单元，该物质指定单元指定与区域选择高频预脉冲的施加区域相对应的物质、T1值和部位中的至少一个，
所述确认图像制作单元构成为，基于所指定的所述物质的T1值、所指定的所述T1值和与所指定的所述部位相对应的物质的T1值中的至少一个，生成表示所述纵向弛豫的影响的图像。
9.根据权利要求7所述的磁共振成像装置，
所述确认图像制作单元构成为，将利用输入装置的操作而设定的区域选择高频预脉冲的施加区域中的T1值作为血液的T1值，生成表示所述纵向弛豫的影响的图像。
10.根据权利要求7所述的磁共振成像装置，
所述确认图像制作单元构成为，将利用输入装置的操作而设定的区域选择高频预脉冲的施加区域以外的区域中的T1值作为背景组织的T1值，生成表示所述纵向弛豫的影响的图像。
11.根据权利要求7所述的磁共振成像装置，
所述确认图像制作单元构成为，使流体的基于T1值的明亮度加以显示，使得能够比较流体的基于T1值的明亮度和与利用输入装置的操作而设定的区域选择高频预脉冲的施加区域以外的区域相对应的基于T1值的明亮度。
12.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，
所述确认图像制作单元构成为，生成在被检体的参照图像上显示用于确认对比度的信息而成的图像，作为用于确认所述对比度的图像。
13.根据权利要求12所述的磁共振成像装置，
所述确认图像制作单元构成为，基于通过针对所述参照图像的轮廓提取处理而提取出的区域所对应的物质的T1值，生成表示纵向弛豫的影响的图像。
14.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，
所述确认图像制作单元构成为，生成用于确认所述对比度的图像，作为能够确认设定在图像化区域外部的区域选择高频预脉冲的施加区域和设定为与图像化区域同一区域的区域选择高频预脉冲的施加区域中的至少一方的图像。
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