CN112782626A - 磁共振成像装置 - Google Patents

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Abstract

实施方式的磁共振成像装置具备静磁场产生单元、收发系统以及收集单元。静磁场产生单元除了成为基准的第一静磁场以外还施加第二静磁场。收发系统以单一的频率进行收发。收集单元使用所述收发系统来收集磁共振信号。所述收发系统在被施加了所述第一静磁场的状态下，以氢原子核的共振频率进行收发，在除了被施加了所述第一静磁场以外还被施加了所述第二静磁场的状态下，以与所述氢原子核不同的核素的共振频率进行收发。

Description

磁共振成像装置
相关申请的参照
本申请享受2019年11月6日提出申请的日本国专利申请号2019-201228的优先权的利益，该日本国专利申请的全部内容被引用于本申请。
技术领域
实施方式涉及磁共振成像装置。
背景技术
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging：MRI)装置是利用磁共振现象对物质的化学及物理的微观信息进行图像化的装置。在此，磁共振现象是指，在对象原子核的自旋(spin)的集团被置于静磁场中时，与以与该原子核固有的磁矩(moment)以及静磁场的强度匹配的特定的频率(以下，称为共振频率)旋转的高频磁场共振，而在该缓和过程中产生信号的现象。
在这样的MRI装置中，通常以氢原子核(质子(proton))1H为对象进行拍摄，但还已知以与1H不同的核素为对象进行拍摄的技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是分别以氢原子核1H及与1H不同的核素为对象高画质地进行拍摄。
实施方式的MRI装置具备静磁场产生单元、收发系统以及收集单元。静磁场产生单元除了成为基准的第一静磁场以外还施加第二静磁场。收发系统以单一的频率进行收发。收集单元使用所述收发系统来收集磁共振信号。所述收发系统在被施加了所述第一静磁场的状态下，以氢原子核的共振频率进行收发，在除了被施加了所述第一静磁场以外还被施加了所述第二静磁场的状态下，以与所述氢原子核不同的核素的共振频率进行收发。
效果
根据实施方式的磁共振成像装置，能够将氢原子核1H和与1H不同的核素分别作为对象高画质地进行拍摄。
附图说明
图1是表示第一实施方式的MRI装置的结构例的图。
图2是表示由第一实施方式的MRI装置进行的拍摄的流程的流程图(flowchart)。
图3是表示由第二实施方式的MRI装置进行的拍摄的流程的流程图。
图4是表示第五实施方式的MRI装置的结构例的图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本申请的MRI装置的实施方式。
(第一实施方式)
图1是表示第一实施方式的MRI装置的结构例的图。
例如，如图1所示，本实施方式的MRI装置100具备第一静磁场磁铁1、倾斜磁场线圈(coil)2、倾斜磁场电源3、全身用RF(Radio Frequency)线圈4、局部用RF线圈5、发送电路6、接收电路7、架台8、诊视床9、接口(interface)10、显示器(display)11、存储电路12、处理电路13～16、第二静磁场磁铁17以及静磁场电源18。
第一静磁场磁铁1在供被检体S配置的拍摄空间中产生静磁场。具体而言，第一静磁场磁铁1形成为中空的大致圆筒状(包括与中心轴正交的截面的形状为椭圆状的情况)，在形成于其内周侧的拍摄空间中产生静磁场。例如，第一静磁场磁铁1是超导磁铁、永久磁铁等。
倾斜磁场线圈2配置于第一静磁场磁铁1的内侧，在供被检体S配置的拍摄空间中产生倾斜磁场。具体而言，倾斜磁场线圈2形成为中空的大致圆筒状(包括与中心轴正交的截面的形状为椭圆状的情况)，具有与相互正交的X轴、Y轴以及Z轴分别对应的X线圈、Y线圈以及Z线圈。X线圈、Y线圈以及Z线圈基于从倾斜磁场电源3供给的电流，在拍摄空间中产生沿着各轴方向线性变化的倾斜磁场。在此，Z轴设定为沿着由第一静磁场磁铁1产生的静磁场的磁通。另外，X轴设定为沿着与Z轴正交的水平方向，Y轴设定为沿着与Z轴正交的铅垂方向。由此，X轴、Y轴以及Z轴构成MRI装置100所固有的装置坐标系。
倾斜磁场电源3通过向倾斜磁场线圈2供给电流，在拍摄空间中产生倾斜磁场。具体而言，倾斜磁场电源3对倾斜磁场线圈2的X线圈、Y线圈以及Z线圈分别供给电流，从而在拍摄空间中产生分别沿着相互正交的引出(readout)方向、相位编码(encode)方向以及切片(slice)方向线性地变化的倾斜磁场。另外，以下，将沿着引出方向的倾斜磁场称为引出倾斜磁场，将沿着相位编码方向的倾斜磁场称为相位编码倾斜磁场，将沿着切片方向的倾斜磁场称为切片倾斜磁场。
在此，引出倾斜磁场、相位编码倾斜磁场以及切片倾斜磁场分别叠加于由第一静磁场磁铁1产生的静磁场，由此对从被检体S产生的磁共振信号赋予空间上的位置信息。具体而言，引出倾斜磁场通过根据引出方向的位置使磁共振信号的频率变化，从而向磁共振信号赋予沿着引出方向的位置信息。另外，相位编码倾斜磁场通过使磁共振信号的相位沿着相位编码方向变化，从而向磁共振信号赋予沿着相位编码方向的位置信息。另外，切片倾斜磁场向磁共振信号赋予沿着切片方向的位置信息。例如，在拍摄区域为切片区域(2D拍摄)的情况下。切片倾斜磁场用于决定切片区域的方向、厚度及张数，在拍摄区域为体区域(3D拍摄)的情况下，切片倾斜磁场用于根据切片方向的位置使磁共振信号的相位变化。由此，沿着引出方向的轴、沿着相位编码方向的轴以及沿着切片方向的轴构成用于规定成为拍摄的对象的切片区域或者体区域的逻辑坐标系。
全身用RF线圈4配置于倾斜磁场线圈2的内周侧，向配置于拍摄空间的被检体S发送高频磁场，并接收由于该高频磁场的影响而从被检体S产生的磁共振信号。具体而言，全身用RF线圈4形成为中空的大致圆筒状(包括与中心轴正交的截面的形状成为椭圆状的情况)，基于从发送电路6供给的高频脉冲信号，向在位于其内周侧的拍摄空间配置的被检体S发送高频磁场。此外，全身用RF线圈4接收由于高频磁场的影响而从被检体S产生的磁共振信号，并将接收到的磁共振信号输出至接收电路7。
局部用RF线圈5接收从被检体S产生的磁共振信号。具体而言，准备有多种局部用RF线圈5，以能够应用于被检体S的各部位，在进行被检体S的拍摄时，局部用RF线圈5被配置于拍摄对象的部位的表面附近。而且，局部用RF线圈5接收由于由全身用RF线圈4发送的高频磁场的影响而从被检体S产生的磁共振信号，并将接收到的磁共振信号输出至接收电路7。另外，局部用RF线圈5还可以具有向被检体S发送高频磁场的功能。在该情况下，局部用RF线圈5与发送电路6连接，基于从发送电路6供给的高频脉冲(plus)信号，向被检体S发送高频磁场。例如，局部用RF线圈5是表面线圈(surface coil)、将多个表面线圈作为元件(element)组合而构成的相控阵线圈(phased array coil)。
发送电路6向全身用RF线圈4输出与在静磁场中放置的对象原子核固有的共振频率(也被称为拉莫尔(Larmor)频率)对应的高频脉冲信号。具体而言，发送电路6具有脉冲发生器、高频发生器、调制器以及放大器。脉冲发生器生成高频脉冲信号的波形。高频发生器产生共振频率的高频信号。调制器利用由脉冲发生器产生的波形对由高频发生器产生的高频信号的振幅进行调制，从而生成高频脉冲信号。放大器将由调制器生成的高频脉冲信号放大并输出至全身用RF线圈4。
接收电路7基于从全身用RF线圈4或局部用RF线圈5输出的磁共振信号，生成磁共振数据(data)，并将生成的磁共振数据输出至处理电路14。例如，接收电路7包括选择器、前级放大器、相位检波器以及A/D(Analog/Digital：模拟/数字)变换器。选择器选择性地输入从全身用RF线圈4或局部用RF线圈5输出的磁共振信号。前级放大器对从选择器输出的磁共振信号进行功率放大。相位检波器对从前级放大器输出的磁共振信号的相位进行检波。A/D变换器将从相位检波器输出的模拟(analog)信号变换为数字(digital)信号，由此生成磁共振数据，并将生成的磁共振数据输出至处理电路14。另外，在此，作为接收电路7进行的处理而说明的各处理不一定需要通过接收电路7进行全部处理，也可以通过全身用RF线圈4、局部用RF线圈5进行一部分处理(例如，基于A/D变换器的处理等)。
架台8具有形成为大致圆筒状(包括与中心轴正交的截面的形状成为椭圆状的情况)的中空的孔(bore)8a，收容有第一静磁场磁铁1、倾斜磁场线圈2及全身用RF线圈4。具体而言，架台8在孔8a的外周侧配置全身用RF线圈4，在全身用RF线圈4的外周侧配置倾斜磁场线圈2，在倾斜磁场线圈2的外周侧配置第一静磁场磁铁1的状态下分别收纳第一静磁场磁铁1、倾斜磁场线圈2及全身用RF线圈4。在此，架台8所具有的孔8a内的空间成为在拍摄时配置被检体S的拍摄空间。
诊视床9具有载置被检体S的顶板9a和使该顶板9a在上下方向以及水平方向上移动的移动机构。在此，上下方向是铅垂方向，水平方向是沿着第一静磁场磁铁1的中心轴的方向。通过这样的结构，诊视床9通过使顶板9a在上下方向上移动，从而能够变更顶板9a的高度。另外，诊视床9通过使顶板9a在水平方向上移动，能够在架台8的外侧的空间与位于架台8的内侧的孔8a内的拍摄空间之间变更顶板9a的位置。
接口10从操作者受理各种指示以及各种信息的输入操作。具体而言，接口10与处理电路16连接，将从操作者接收的输入操作变换为电信号并输出至处理电路16。例如，接口10通过用于进行拍摄条件、关注区域(Region Of Interest：ROI)的设定等的轨迹球(trackball)、开关按钮(switch button)、鼠标(mouse)、键盘(keyboard)、通过接触操作面而进行输入操作的触摸板(touch-pad)、显示画面与触摸板一体化而成的触摸屏(touch-screen)、使用了光学传感器的非接触输入电路、以及声音输入电路等来实现。此外，在本说明书中，接口10不仅限于鼠标、键盘等包括物理的操作部件的接口。例如，从与装置分体设置的外部的输入设备接收与输入操作对应的电信号，将该电信号向控制电路输出的电信号的处理电路也包含在接口10的例子中。
显示器11显示各种信息以及各种图像。具体而言，显示器11与处理电路16连接，将从处理电路16发送的各种信息以及各种图像的数据变换为显示用的电信号并输出。例如，显示器11通过液晶监视器(monitor)、CRT(Cathode RayTube：阴极射线管)监视器、触摸面板(touch panel)等实现。
存储电路12存储各种数据。具体而言，存储电路12存储磁共振数据、图像数据。例如，存储电路12通过RAM(Random Access Memory)、闪存(flash memory)等半导体存储器元件、硬盘(hard disc)、光盘等实现。
处理电路13具有诊视床控制功能13a。诊视床控制功能13a通过向诊视床9输出控制用的电信号来控制诊视床9的动作。例如，诊视床控制功能13a经由接口10或设置于架台8的操作面板，从操作者受理使顶板9a向上下方向或水平方向移动的指示，按照受理的指示使诊视床9所具有的移动机构动作，以使顶板9a移动。例如，诊视床控制功能13a在进行被检体S的拍摄时，使载置有被检体S的顶板9a移动到位于架台8的内侧的孔8a内的拍摄空间。
处理电路14具有收集功能14a。收集功能14a通过执行各种脉冲序列(pulsesequence)来收集被检体S的磁共振数据。具体而言，收集功能14a按照从处理电路16输出的序列执行数据来驱动倾斜磁场电源3、发送电路6以及接收电路7，从而执行各种脉冲序列。在此，序列执行数据是表示脉冲序列的数据，是规定了倾斜磁场电源3向倾斜磁场线圈2供给电流的定时(timing)以及供给的电流的强度、发送电路6向全身用RF线圈4供给高频脉冲信号的定时以及供给的高频脉冲的强度、接收电路7对磁共振信号进行采样(sampling)的定时等的信息。并且，收集功能14a接收从接收电路7输出的磁共振数据作为执行脉冲序列的结果，并存储在存储电路12中。此时，存储于存储电路12的磁共振数据通过被上述的引出倾斜磁场、相位编码倾斜磁场以及切片倾斜磁场赋予沿着引出方向、相位输出方向以及切片方向的各方向的位置信息，从而作为表示二维或三维的k空间的数据而被存储。
处理电路15具有图像生成功能15a。图像生成功能15a基于由处理电路14收集到的磁共振数据，生成各种图像。具体而言，图像生成功能15a从存储电路12读出由处理电路14收集到的磁共振数据，对读出的磁共振数据实施傅里叶(Fourier)变换等重构处理，由此生成二维或三维图像。然后，图像生成功能15a使生成的图像存储于存储电路12。
处理电路16具有拍摄控制功能16a。拍摄控制功能16a通过控制MRI装置100所具有的各构成要素，进行MRI装置100的整体控制。具体而言，拍摄控制功能16a将用于从操作者受理各种指示及各种信息的输入操作的GUI(Graphical User Interface)显示于显示器11，根据经由接口10受理的输入操作，控制MRI装置100所具有的各构成要素。例如，拍摄控制功能16a基于由操作者输入的拍摄条件生成序列执行数据，并将生成的序列执行数据输出至处理电路14，由此收集磁共振数据。另外，例如，拍摄控制功能16a通过控制处理电路15，从而基于由处理电路14收集到的磁共振数据生成图像。另外，例如，拍摄控制功能16a根据来自操作者的请求，读出存储于存储电路12的图像，并使读出的图像显示于显示器11。
在此，上述的各处理电路例如由处理器(processor)实现。在该情况下，各处理电路所具有的处理功能例如以能够由计算机(computer)执行的程序(program)的方式存储于存储电路12。并且，各处理电路通过从存储电路12读出各程序并执行，实现与各程序对应的处理功能。换言之，读出各程序的状态的各处理电路具有图1的各处理电路内所示的各功能。
另外，在此，说明了各处理器由单一的处理器实现的情况，但实施方式不限于此。例如，也可以将多个独立的处理器组合而构成各处理电路，各处理器通过执行程序来实现各处理功能。另外，各处理电路所具有的处理功能也可以适当地分散或合并于单一或多个处理电路中来实现。另外，在图1所示的例子中，说明了单一的存储电路12存储与各处理功能对应的程序的例子，但也可以采用将多个存储电路分散配置，处理电路从独立的存储电路读出对应的程序的构成。
以上，对本实施方式的MRI装置100的整体结构进行了说明。基于这样的结构，本实施方式的MRI装置100能够将氢原子核1H以及与1H不同的核素分别作为对象进行拍摄。
在此，原子核根据各自的核磁旋转比的不同，按每个核素而共振频率不同。因此，在以多个核素为对象进行拍摄的情况下，例如考虑如下方法：针对每个核素设置专用的收发系统、将收发系统构成为能够以多个共振频率进行收发(DualTune)、将收发系统的频带设定为宽频带、在每次拍摄时变更为与对象的核素相匹配的专用的RF线圈等方法。
然而，在这些方法中，通过拍摄得到的图像的画质可能会降低。例如，在针对每个核素设置专用的收发系统的情况下、或收发系统构成为能够以多个共振频率进行收发的情况下，在仅以1H为对象的结构中，将不需要的电路、元件追加到收发系统中，因此电噪声(noise)增加，从而画质可能会降低。另外，例如，在将收发系统的频带设定为宽频带的情况下，以与频带变宽的量检测到较多的噪声，由此画质可能会降低。另外，例如，在每次拍摄时变更为与对象的核素相匹配的专用的RF线圈的情况下，有时在正在变更RF线圈的期间被检体移动，在使其他核素的图像重叠于1H的图像而进行评价的情况下，由于图像间的位置偏移，重叠图像的画质可能会降低。
由此，本实施方式的MRI装置100构成为能够将1H以及与1H不同的核素分别作为对象高画质地进行拍摄。
具体而言，MRI装置100具备：静磁场产生单元，除了成为基准的第一静磁场以外还施加第二静磁场；收发系统，以单一的频率进行收发；以及收集单元，使用该收发系统来收集磁共振信号。并且，收发系统在被施加了第一静磁场的状态下，以1H的共振频率进行收发，在除了第一静磁场以外还被施加了第二静磁场的状态下，以与1H不同的核素的共振频率进行收发。
在本实施方式中，静磁场产生单元通过第一静磁场磁铁1、第二静磁场磁铁17以及静磁场电源18来实现。另外，收发系统通过上述的全身用RF线圈4、局部用RF线圈5、发送电路6以及接收电路7来实现。另外，收集单元通过上述的处理电路14的收集功能14a来实现。
第一静磁场磁铁1在拍摄空间中产生成为基准的恒定大小的第一静磁场。
第二静磁场磁铁17通过从静磁场电源18供给的电流，在静磁场空间中产生与成为拍摄对象的核素对应的恒定大小的第二静磁场。具体而言，第二静磁场磁铁17是由形成为中空的大致圆筒状的线圈等实现的电磁铁，以内置第一静磁场的磁场中心的方式设置。
静磁场电源18在收集功能14a的控制下，向第二静磁场磁铁17供给用于使第二静磁场磁铁17产生第二静磁场的电流。
收集功能14a通过控制静磁场产生单元以及收发系统来收集磁共振信号。
具体而言，收集功能14a在拍摄的对象为1H的情况下，以不进行向第二静磁场磁铁17供给电流的方式控制静磁场电源18，由此成为仅施加了第一静磁场的状态。在该情况下，第二静磁场的大小为零(zero)。另外，收集功能14a在拍摄的对象是与1H不同的核素的情况下，通过以向第二静磁场磁铁17进行电流的供给的方式控制静磁场电源18，由此成为除了第一静磁场以外还施加第二静磁场的状态。在该情况下，第二静磁场的大小成为与成为拍摄对象的核素对应的一定的大小。
另外，收集功能14a根据作为拍摄对象的核素来控制收发系统。通过该控制，收发系统以与1H的共振频率匹配的第一频率进行收发。并且，收发系统在被施加了第一静磁场的状态下，以第一频率进行收发，在除了第一静磁场以外还被施加了第二静磁场的状态下，通过该第一静磁场以及该第二静磁场，在与1H不同的核素的共振频率与第一频率匹配的状态下进行收发。
在此，第二静磁场的大小以及第一频率根据第一静磁场的大小以及成为拍摄对象的核素而设定。另外，第二静磁场的方向可以与第一静磁场的方向相同，也可以是相反的方向。在使第二静磁场的方向与第一静磁场的方向相同的情况下，在拍摄时施加的静磁场的大小变大，在使第二静磁场的方向与第一静磁场的方向相反的情况下，施加于拍摄空间的静磁场的大小变小。
例如，设第一静磁场的大小为1.5T(特斯拉(tesla))，成为拍摄对象的核素为1H和19F。
在此，在1.5T的静磁场中，1H的共振频率约为64MHz，19F的共振频率约为60MHz。因此，例如在将收发的频率设为64MHz的情况下，能够收集1H的磁共振信号，但无法收集19F的磁共振信号。与此相对，在1.6T的静磁场中，19F的共振频率约为64MHz，与1.5T的静磁场中的1H的共振频率大致相同。
因此，例如，在第一静磁场的大小为1.5T、成为拍摄对象的核素为1H和19F的情况下，将第二静磁场的大小设定为0.1T，将第一频率设定为64MHz。
由此，在以1H为对象进行拍摄的情况下，收发系统在仅施加了第一静磁场的状态下，以第一频率进行收发，由此能够收集1H的磁共振信号。另一方面，在以19F为对象进行拍摄的情况下，收发系统在除了第一静磁场以外还施加了第二静磁场的状态下，以第一频率进行收发，由此能够收集19F的磁共振信号。
即，通过切换仅施加了第一静磁场的状态和除了第一静磁场以外还施加了第二静磁场的状态，由此能够以与1H的共振频率匹配的单一的频率收集1H和19F各自的磁共振信号。
这样，在本实施方式中，收发系统在除了第一静磁场以外还被施加了第二静磁场的状态下，通过该第一静磁场以及该第二静磁场，在与1H不同的核素的共振频率与第一频率匹配的状态下进行收发。
在此，与1H不同的核素的共振频率与第一频率匹配的状态是指，该核素的共振频率以被包含在收发系统的频带以及图像的频带中的方式匹配的状态。
例如，与1H不同的核素的共振频率以被包含在全身用RF线圈4、局部用RF线圈5、发送电路6、接收电路7以及图像各自的频带中最窄的频带中的方式匹配。
进而，收发系统在与成为拍摄对象的1H不同的核素是自旋的旋转方向相对于1H相反的核素的情况下，在除了第一静磁场还施加了第二静磁场的状态下，使收发中使用的高频的相位反转，从而使与1H不同的核素的共振频率与第一频率匹配。
例如，在全身用RF线圈4是通过从2个供电点输入相位相互错开90°的高频电流而产生高频磁场的QD(Quadrature Detection：正交检测)线圈的情况下，收发系统通过使向全身用RF线圈4供给的高频电流的相位(IQ)反转，使与1H不同的核素的共振频率与第一频率匹配。
由此，例如能够以像3He、129Xe等那样、自旋的旋转方向相对于1H相反的核素为对象进行拍摄。
另外，收发系统在除了第一静磁场以外还被施加了第二静磁场的状态下，将与1H不同的核素的磁共振信号的接收增益(gain)设定为比1H的磁共振信号的接收增益大。
通常，从1H以外的核素产生的磁共振信号与由1H产生的磁共振信号相比，信号的大小变小，但通过这样调整接收增益，能够提高对与1H不同的核素进行拍摄的情况下的画质。
图2是表示由第一实施方式的MRI装置进行的拍摄的流程的流程图。
另外，在此，与前述的例子同样地，对第一静磁场的大小为1.5T、成为拍摄对象的核素为1H和19F的情况的例子进行说明，将第二静磁场的大小设定为0.1T，将第一频率设定为64MHz。
例如，如图2所示，在本实施方式中，拍摄控制功能16a从操作者受理拍摄开始的指示(步骤(step)S101，是)。此时，例如，拍摄控制功能16a受理拍摄开始的指示，并且作为拍摄条件之一，受理作为拍摄的对象的核素的指定。
在此，在对象核素为1H的情况下(步骤S102，是)，收集功能14a以不进行向第二静磁场磁铁17供给电流的方式控制静磁场电源18，由此成为仅施加了第一静磁场的状态(步骤S103)。
接着，收集功能14a以第一频率进行收发的方式控制收发系统，由此收集1H的磁共振信号(步骤S104)。然后，图像生成功能15a基于收集到的磁共振信号生成1H的图像(步骤S105)。
另一方面，在对象核素为19F的情况下(步骤S102，否，步骤S106，是)，收集功能14a以进行向第二静磁场磁铁17供给电流的方式控制静磁场电源18，由此成为除了第一静磁场以外还施加了第二静磁场的状态(步骤S107)。
接着，收集功能14a以第一频率进行收发的方式控制收发系统，由此收集19F的磁共振信号(步骤S108)。然后，图像生成功能15a基于收集到的磁共振信号生成19F的图像(步骤S109)。
另外，在由操作者指定的对象的核素既不是1H也不是19F的情况下(步骤S102，否，步骤S106，否)，收集功能14a不进行磁共振信号的收集，结束处理。
在此，在上述的处理过程中，步骤S101的处理例如通过处理电路16从存储电路12读出与拍摄控制功能16a对应的规定的程序并执行来实现。另外，步骤S102～S104以及S106～S108的处理例如通过处理电路14从存储电路12读出与收集功能14a对应的规定的程序并执行来实现。另外，步骤S105以及S109的处理例如通过处理电路15从存储电路12读出与图像生成功能15a对应的规定的程序并执行来实现。
通过执行以上说明的处理过程，能够分别进行以1H以及19F这2个核素为对象的拍摄。
另外，在此，说明了成为拍摄的对象的核素为1H和19F的情况的例子，但实施方式不限于此，也可以将1H和19F以外的核素作为对象。在该情况下，根据作为对象的核素，以该核素的共振频率与第一静磁场中的1H的共振频率大致相同的方式设定第二静磁场的大小。
另外，在此，说明了使第二静磁场变化为与零及成为拍摄的对象的核素对应的一定大小这2个大小的情况的例子，但实施方式不限于此，也可以变化为零、及零以外的多个大小。由此，不仅能够以1H和其他的一个核素为对象进行拍摄，还能够以1H和其他的多个核素为对象进行拍摄。
如上所述，在第一实施方式中，静磁场产生单元除了成为基准的第一静磁场以外还施加第二静磁场，收发系统以单一的频率进行收发。另外，收集功能14a使用收发系统收集磁共振信号。并且，收发系统在被施加了第一静磁场的状态下，以1H的共振频率进行收发，在除了第一静磁场以外还被施加了第二静磁场的状态下，以与1H不同的核素的共振频率进行收发。
根据该结构，能够将1H以及与1H不同的核素分别作为对象而高画质地进行拍摄。
例如，与在针对每个核素设置专用的收发系统的情况、将收发系统构成为能够以多个共振频率进行收发的情况相比，并不将不需要的电路、元件追加到收发系统中，因此能够抑制由电气噪声引起的画质的降低。另外，例如，也不需要将收发系统的频带设定为宽频带，因此能够防止因检测的噪声增加而引起的画质的降低。另外，例如，也不需要针对每个拍摄变更RF线圈，因此不需要针对每个核素准备专用的RF线圈，即使在使其他核素的图像重叠于1H的图像而进行评价的情况下，也能够防止因图像间的位置偏移而导致重叠图像的画质降低。
与针对每个核素设置专用的收发系统的情况、将收发系统构成为能够以多个共振频率进行收发的情况相比，能够直接原样使用以1H为对象的以往的收发系统来拍摄多个核素，因此在成本方面也是有利的。
另外，上述的实施方式也能够通过使MRI装置100所具有的结构的一部分变形而以各种不同的方式实施。因此，以下，将上述实施方式的几个变形例作为其他实施方式进行说明。
(第二实施方式)
例如，作为第二实施方式，收发系统也可以构成为除了与1H的共鸣频率匹配的第一频率以外，还能够以与1H不同的第一核素的共鸣频率匹配的第二频率进行收发。在该情况下，收发系统在被施加了第一静磁场的状态下，以第一频率以及第二频率中的任一频率进行收发，在除了第一静磁场以外还被施加了第二静磁场的状态下，通过该第一静磁场以及该第二静磁场，在与1H以及第一核素中的任一个都不同的第二核素的共振频率与第一频率匹配的状态下进行收发。
图3是表示由第二实施方式的MRI装置进行的拍摄的流程的流程图。
另外，在此，与前述的例子同样地，对第一静磁场的大小为1.5T、成为拍摄对象的核素为1H和19F的情况的例子进行说明，将第二静磁场的大小设定为0.1T，将第一频率设定为64MHz。此外，在此，对收发系统构成为除了第一频率以外，还能够以与13C的共振频率匹配的第二频率进行收发的情况的例子进行说明。
例如，如图3所示，在本实施方式中，拍摄控制功能16a从操作者受理拍摄开始的指示(步骤S101，是)。此时，例如，拍摄控制功能16a受理拍摄开始的指示，并且作为拍摄条件之一，受理作为拍摄的对象的核素的指定。
在此，在对象核素是1H的情况下(步骤S102，是)的处理(步骤S103～S105)，以及在对象核素是19F的情况下(步骤S102，否，步骤S106，是)的处理(步骤S107～S109)，分别与图2所示的步骤S103～S105的处理以及步骤S107～S109的处理相同，因此在此省略说明。
并且，在本实施方式中，在由操作者指定的对象的核素既不是1H也不是19F(步骤S102，否，步骤S106，否)，而是13C的情况下(步骤S210，是)，收集功能14a以不进行向第二静磁场磁铁17供给电流的方式控制静磁场电源18，由此成为仅施加了第一静磁场的状态(步骤S211)。
接着，收集功能14a以第二频率进行收发的方式控制收发系统，由此收集13C的磁共振信号(步骤S212)。然后，图像生成功能15a基于收集到的磁共振信号生成13C的图像(步骤S213)。
另外，在由操作者指定的对象的核素不是1H、19F以及13C中的任一个的情况下(步骤S102，否，步骤S106，否，步骤S210，否)，收集功能14a不进行磁共振信号的收集，结束处理。
在此，在上述的处理过程中，步骤S101的处理例如通过处理电路16从存储电路12读出与拍摄控制功能16a对应的规定的程序并执行来实现。另外，步骤S102～S104、S106～S108以及S210～S213的处理例如通过处理电路14从存储电路12读出与收集功能14a对应的规定的程序并执行来实现。另外，步骤S105、S109以及S213的处理例如通过处理电路15从存储电路12读出与图像生成功能15a对应的规定的程序并执行来实现。
通过执行以上说明的处理过程，能够分别进行以1H、19F以及13C这3个核素为对象的拍摄。
此外，在此，说明了第二频率与13C的共振频率匹配的情况的例子，但实施方式不限于此。例如，第二频率也可以与13C以外的核素的共振频率匹配。
另外，收发系统也可以在除了第一静磁场以外还被施加了第二静磁场的状态下，以第二频率进行收发，从而进一步收集其他核素的磁共振信号。在该情况下，除了包含1H在内的任意3种核素以外，还能够以另一个核素为对象进行拍摄。
根据上述结构，能够以包含1H在内的3个以上的核素为对象，高画质地进行拍摄。
(第三实施方式)
另外，例如作为第三实施方式，收集功能14a也可以在通过以重复时间(Repetition Time：TR)的间隔分为多次地收集用于图像生成的磁共振信号的拍摄法进行以1H为对象的拍摄和以与1H不同的核素为对象的拍摄的情况下，按每个TR交替地进行施加第一静磁场来收集1H的磁共振信号的数据收集、和除了第一静磁场以外还施加了第二静磁场来收集与1H不同的核素的磁共振信号的数据收集。
例如，在如在第一实施方式中说明的那样、成为拍摄的对象的核素是1H和19F的情况下，收集功能14a按每个TR交替地进行收集1H的磁共振信号的数据收集和收集19F的磁共振信号的数据收集。另外，例如，在如在第二实施方式中说明的那样、成为拍摄的对象的核素为1H、19F以及13C的情况下，收集功能14a按每个TR依次进行收集1H的磁共振信号的数据收集、收集19F的磁共振信号的数据收集、收集13C的磁共振信号的数据收集。
根据上述结构，能够在相同的时相进行1H的拍摄和其他核素的拍摄，在使其他核素的图像重叠于1H的图像而进行评价的情况下，能够减小图像间的位置偏移，能够提高重叠图像的画质。
(第四实施方式)
另外，例如，作为第四实施方式，在收集功能14a以与1H不同的核素为对象的拍摄中，与以1H为对象的拍摄相比，也可以对于k空间上的狭窄的范围收集磁共振信号。
例如，收集功能14a在以与1H不同的核素为对象的拍摄中，针对位于k空间的中心部的低频成分多的区域，收集磁共振信号。
根据上述结构，在进行以与1H不同的核素为对象的拍摄的情况下，能够减少所收集的磁共振信号的量，能够缩短拍摄时间。
(第五实施方式)
另外，例如，作为第五实施方式，静磁场产生单元也可以通过能够分别产生第一静磁场和对第一静磁场加上第二静磁场而得到的大小的静磁场的静磁场磁铁来实现。
图4是表示第五实施方式的MRI装置的结构例的图。
例如，如图4所示，本实施方式的MRI装置200具备静磁场磁铁201、静磁场电源218、倾斜磁场线圈2、倾斜磁场电源3、全身用RF(Radio Frequency)线圈4、局部用RF线圈5、发送电路6、接收电路7、架台8、诊视床9、接口10、显示器11、存储电路12以及处理电路13～16。
在此，静磁场磁铁201、静磁场电源218以及收集功能14a以外的结构与第一实施方式相同。
并且，在本实施方式中，静磁场产生单元通过静磁场磁铁201和静磁场电源218来实现。
静磁场磁铁201在供被检体S配置的拍摄空间中产生静磁场。具体而言，第一静磁场磁铁1形成为中空的大致圆筒状(包括与中心轴正交的截面的形状为椭圆状的情况)，在形成于其内周侧的拍摄空间中产生静磁场。在本实施方式中，第一静磁场磁铁1是由形成为中空的大致圆筒状的线圈实现的电磁铁，根据从静磁场电源218供给的电流的大小，产生各种大小的静磁场。
静磁场电源218在收集功能14a的控制下，向静磁场磁铁201供给用于使静磁场磁铁201产生静磁场的电流。
并且，在本实施方式中，收集功能14a在拍摄的对象为1H的情况下，控制静磁场电源218，从而成为仅施加了第一静磁场的状态。另外，收集功能14a在拍摄的对象为与1H不同的核素的情况下，控制静磁场电源218，从而成为被施加了对第一静磁场加上第二静磁场而得到的大小的静磁场的状态。
另外，收集功能14a与第一实施方式同样地，根据成为拍摄对象的核素来控制收发系统。通过该控制，收发系统以与1H的共振频率匹配的第一频率进行收发。并且，收发系统在被施加了第一静磁场的状态下，以第一频率进行收发，在除了第一静磁场以外还被施加了第二静磁场的状态下，通过该第一静磁场以及该第二静磁场，在与1H不同的核素的共振频率与第一频率匹配的状态下进行收发。
根据上述结构，与第一实施方式同样地，能够以1H以及与1H不同的核素为对象，高画质地进行拍摄。
另外，在上述的实施方式中，说明MRI装置具有静磁场磁铁、倾斜磁场线圈以及全身用RF线圈分别形成为大致圆筒状的、所谓的隧道型的构造的情况的例子，但实施方式不限于此。例如，MRI装置也可以具有以夹着供被检体配置的拍摄空间相对置的方式配置一对静磁场磁铁、一对倾斜磁场线圈以及一对RF线圈的所谓的开放型的构造。在这样的开放(open)型的构造中，由一对静磁场磁铁、一对倾斜磁场线圈以及一对RF线圈夹着的空间相当于隧道(tunnel)型的构造中的孔。
另外，上述的实施方式也可以分别单独实施，还可以与其他的一个或多个实施方式适当地组合来实施。
另外，在上述的实施方式中，说明了通过处理电路14的收集功能14a实现本说明书中的收集单元的情况的例子，但实施方式不限于此。例如，本说明书中的收集单元除了通过实施方式所述的收集功能14a实现以外，也可以仅通过硬件(hardware)、仅通过软件(software)、或者通过硬件与软件的混合来实现相同功能。
另外，在上述说明中使用的“处理器”这样的用语例如是CPU(Central ProcessingUnit：中央处理单元)、GPU(Graphics Processing Unit：图形处理单元)、或者面向特定用途的集成电路(Application Specific Integrated Circuit：ASIC)、可编程逻辑器件(例如，简单可编程逻辑器件(Simple Programmable Logic Device：SPLD)、复合可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device：CPLD)、以及现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array：FPGA))等电路。处理器通过读出并执行保存在存储电路中的程序来实现功能。另外，也可以构成为代替在存储电路中保存程序，而在处理器的电路内直接装入程序。在此情况下，处理器通过读出并执行装入到电路内的程序来实现功能。另外，本实施方式的处理器不限于构成为单一的电路的情况，也可以将多个独立的电路组合而构成为1个处理器，而实现其功能。
在此，由处理器执行的程序预先装入于ROM(Read Only Memory：只读存储器)或存储电路等来提供。此外，该程序也可以以可安装于这些装置的形式或可执行形式的文件记录于CD(Compact Disk)-ROM、FD(Flexible Disk：软盘)、CD-R(Recordable：可记录)、DVD(Digital Versatile Disk：数字多功能光盘)等计算机可读取的存储介质中来提供。另外，该程序也可以保存在与因特网(internet)等网络(network)连接的计算机上，通过经由网络下载(download)来提供或发布。例如，该程序由包含上述各功能部的模块(module)构成。作为实际的硬件，CPU从ROM等存储介质读出程序并执行，由此将各模块装载(load)到主存储装置上，在主存储装置上生成。
根据以上说明的至少一个实施方式，能够将氢原子核1H和与1H不同的核素分别作为对象而高画质地进行拍摄。
以上，说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更等。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨内，同样包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。

Claims (10)

1.一种磁共振成像装置，具备：
静磁场产生单元，除了施加成为基准的第一静磁场以外还施加第二静磁场；
收发系统，以单一的频率进行收发；以及
收集单元，使用所述收发系统来收集磁共振信号，
所述收发系统在被施加了所述第一静磁场的状态下，以氢原子核的共振频率进行收发，在除了被施加了所述第一静磁场以外还被施加了所述第二静磁场的状态下，以与所述氢原子核不同的核素的共振频率进行收发。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其中，
所述静磁场产生单元包括产生所述第一静磁场的第一静磁场磁铁和产生所述第二静磁场的第二静磁场磁铁。
3.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其中，
所述静磁场产生单元包括静磁场磁铁，所述静磁场磁铁能够分别产生所述第一静磁场和对所述第一静磁场加上了所述第二静磁场而得到的大小的静磁场。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁共振成像装置，其中，
所述收发系统，
作为所述单一的频率，以与所述氢原子核的共振频率匹配的第一频率进行收发，
在被施加了所述第一静磁场的状态下，以所述第一频率进行收发，
在除了被施加了所述第一静磁场以外还被施加了所述第二静磁场的状态下，通过该第一静磁场及该第二静磁场，在与所述氢原子核不同的核素的共振频率与所述第一频率匹配的状态下进行收发。
5.根据权利要求4所述的磁共振成像装置，其中，
所述收发系统，
构成为除了能够以所述第一频率进行收发以外，还能够以与不同于所述氢原子核的第一核素的共振频率匹配的第二频率进行收发，
在被施加了所述第一静磁场的状态下，以所述第一频率及所述第二频率中的任一频率进行收发，
在除了被施加了所述第一静磁场以外还被施加了所述第二静磁场的状态下，通过该第一静磁场及该第二静磁场，在与所述氢原子核以及所述第一核素中的任一个都不同的第二核素的共振频率与所述第一频率匹配的状态下进行收发。
6.根据权利要求4所述的磁共振成像装置，其中，
与所述氢原子核不同的核素的共振频率与所述第一频率匹配的状态，是该核素的共振频率以被包含在所述收发系统的频带及图像的频带中的方式匹配的状态。
7.根据权利要求4所述的磁共振成像装置，其中，
所述收发系统，在与所述氢原子核不同的核素是自旋的旋转方向相对于所述氢原子核相反的核素的情况下，在除了被施加了所述第一静磁场以外还被施加了所述第二静磁场的状态下，使在所述收发中使用的高频的相位反转，由此使与所述氢原子核不同的核素的共振频率与所述第一频率匹配。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的磁共振成像装置，其中，
所述收发系统，在除了被施加了所述第一静磁场以外还被施加了所述第二静磁场的状态下，将与所述氢原子核不同的核素的磁共振信号的接收增益设定为比所述氢原子核的磁共振信号的接收增益大。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的磁共振成像装置，其中，
所述收集单元，在通过以重复时间的间隔分为多次地收集在图像生成中使用的磁共振信号的拍摄法、来进行以所述氢原子核为对象的拍摄和以与所述氢原子核不同的核素为对象的拍摄的情况下，按所述重复时间交替地进行施加所述第一静磁场来收集所述氢原子核的磁共振信号的数据收集、和除了施加所述第一静磁场以外还施加所述第二静磁场来收集与所述氢原子核不同的核素的磁共振信号的数据收集。
10.根据权利要求9所述的磁共振成像装置，其中，
所述收集单元，在以与所述氢原子核不同的核素为对象的拍摄中，与以所述氢原子核为对象的拍摄相比，针对k空间上的狭窄的范围收集磁共振信号。
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