JP2003319917A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＦＩＳＰ法によるＭＲスキャンを、空打ちを増
やしてスキャン時間を長期化させるという事態を排除
し、かつ、高いＴ２強調コントラストで実行させる。 【解決手段】この磁気共鳴イメージング装置は、ｋ空間
の高周波領域から低周波領域の順でデータが当該ｋ空間
に配置されるように設定した位相エンコード方向傾斜磁
場Ｇ_Ｅを印加する印加手段を備える。具体的には、ｋ空
間における位相エンコード方向の零エンコードを中心と
する逆極性の領域に対して経時的に交互に行われるよう
に、かつ、位相エンコードステップが高周波領域から低
周波領域に時系列的に進むように位相エンコード量が設
定される。つまり、逆セントリックオーダーでデータ収
集が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴現象に基
づいて被検体内部を画像化する磁気共鳴イメージング装
置に係り、とくに、ＦＩＳＰ（First Imaging with Ste
ady Precession）法と呼ばれるパルスシーケンスを実行
す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は、静磁場中に置
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
エコー信号などのＭＲ信号から画像を再構成するイメー
ジング法である。

【０００３】この磁気共鳴イメージングを行うには、各
種のパルスを一定の規則に沿って時系列に並べたパルス
列、いわゆるパルスシーケンスに基づき、ＲＦコイルか
ら被検体にパルスを送信し、この印加に応答してスピン
の磁気共鳴現象によって発生するエコー信号（ＭＲ信
号）をＲＦコイルにより受信することが必要である。受
信したエコー信号はその後の信号処理によりエコーデー
タに変換される。画像再構成法がフーリエ変換法の場
合、エコーデータはエンコード量に対応させて周波数空
間（ｋ空間）に配置される。この周波数空間に配置され
たデータの組は更にフーリエ変換されて実空間の画像に
再構成される。

【０００４】このようなＭＲイメージングでは、通常、
被検体のイメージング部位に存在する磁化スピンの縦磁
化成分の大きさが一定になった定常状態において、エコ
ー信号が収集される。この定常状態を得る１つの方法と
して、ダミーパルス（空打ちパルス）としてＲＦパルス
の印加がある。つまり、数個（例えば２０個程度）のダ
ミーパルスがパルスシーケンスの最初の部分に付与され
る。このため、このダミーパルスにより、スピンの縦磁
化成分の大きさの一定化が図られる。

【０００５】一方、前述したように、エコーデータは、
このエコーデータに傾斜磁場を介して与えられたエンコ
ード量に応じたｋ空間の位置に配置されるので、位相エ
ンコード量を可変する順序に応じてｋ空間でのデータ配
置順序が決まる。従来、位相エンコード量の可変順序と
してはリニアオーダー（linear order）の位相エンコー
ド法が知られている。このリニアオーダーの位相エンコ
ード法は、図９に示す如く、ｋ空間の位相エンコード方
向においてその高周波領域から低周波領域に、さらに高
周波領域に至る、ｋ空間上でのリニアな順番でデータを
配置する方法である。なお、ｋ空間にあっては、その位
相エンコード方向における位相エンコード量が零の、同
空間中心部のエンコード領域に近づくほど、低周波にな
る。

【０００６】ところで、磁気共鳴イメージングにおい
て、横緩和時間Ｔ２を強調したコントラストを得るため
に用いられるＦＥシーケンスとしてＦＩＳＰ（First Im
agingwith Steady Precession）法が知られている（Ｓ
ＳＦＰ（Steady State Free Precession）法としても知
られている）。このＦＩＳＰ法は干渉縞の改善や動きに
よるアーチファクトの抑制に工夫をしたＣＩＳＳ（Cons
tructive Interferencein the steady state）法やＳＩ
ＭＣＡＳＴ（Segment-Interleaved Motion-Compensated
Acquisition in the Steady State）法として実用に供
している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＦＩＳＰ法は、磁化ス
ピンを定常状態にするためにその横磁化成分を全てリフ
ェーズするシーケンスである。ところで、エコーデータ
は磁化スピンの縦緩和時間Ｔ１を定常状態に近い状態に
して収集されるが、繰返し時間ＴＲやエコー時間ＴＥの
如何によっては、磁化スピンを完全に定常状態にするの
に１００〜２００ステップもの長期にわたるエンコード
が必要である。

【０００８】通常、ＣＩＳＳ法の場合、ｋ空間の−領域
から＋領域に向かって単純に１ステップずつ進みながら
データが収集されるようにリニアオーダーのエンコード
順が設定される。このため、画像のコントラストを決定
する位相エンコード量＝０に相当するｋ空間中心位置
（ｋ＝０）の付近のデータは、位相エンコードの全ステ
ップを実施するのに要する時間のちょうど、半分の時刻
で収集される。このため、特に２次元スキャンの場合、
完全な定常状態になっておらず、十分なＴ２強調コント
ラストが得られない場合がある。

【０００９】３次元スキャンの場合、総エンコード数
は、スライスエンコード数ＳＥ_ｍａｘと位相エンコード
数ＰＥ_ｍａｘと積「ＳＥ_ｍａｘ・ＰＥ_ｍａｘ」である。
エンコード順を従来通りに設定すると、ｋ空間中心位置
（ｋ＝０）に配置されるデータは「ＳＥ_ｍａｘ・ＰＥ
_ｍａｘ／２」で収集される。この収集タイミングは、２
次元スキャンのそれに比べて、かなりのエンコード数の
データを収集した後になるので、縦緩和時間Ｔ１の長い
磁化成分も十分な定常状態になることができ、十分なＴ
２強調画像が得られる。

【００１０】しかし、このような３次元スキャンは動き
や流れに弱く、その対策として、ＳＩＭＣＡＳＴ法にみ
られるように、ｋ空間に配置するデータをセグメント化
して収集している。つまり、ある一定数のエンコードス
テップによるデータ収集後、傾斜磁場スポイラーを加え
て定常状態を破り、新たに次セグメントのデータ収集を
開始する。この場合、１回のセグメントにおいて収集す
るデータ数は少なくなり、十分な定常状態にはならない
状態でデータ収集がなされてしまうことがある。これを
避けるため、各セグメントの最初に空打ちを行うことが
多いが、これもアーチファクトを抑制する程度の空打ち
回数しか現実的ではない。したがって、縦緩和時間Ｔ１
が長い磁化成分は十分な定常状態になっておらず、十分
なＴ２強調コントラストが得られないことがある。

【００１１】このようにＦＩＳＰ法では、一度の定常状
態においてデータ収集されるエンコード数は少ないの
で、磁化が定常状態に達し難いときには十分なＴ２強調
コントラストが得られない。このＴ２強調コントラスト
を上げるには、空打ちを追加することもできるが、その
分、スキャン時間が増大する。

【００１２】なお、従来、別の位相エンコード法とし
て、セントリックオーダーの位相エンコード法も知られ
ている。この位相エンコード法は、図１０に示す如く、
ｋ空間の低周波領域（ｋ空間の中心部）から高周波領域
（同空間の位相エンコード方向における端部寄りの領
域）に至る順番でデータを配置する方法である。このセ
ントリックオーダーの位相エンコード法の場合、ｋ空間
の中心に配置するデータを最初に収集するため、渦電流
の影響を受け易く、またスピンの縦磁化成分の振幅変化
による影響も無視できないので、ダミーパルスの印加、
すなわち空打ちがどうしても必要になる。この結果、前
述したと同様に、撮像時間の長期化を招いてしまう。

【００１３】本発明は、このような従来技術が直面する
現状を打破するためになされたもので、ＦＩＳＰ法を用
いてＭＲイメージングを行うときに、一度の定常状態で
データ収集するエンコード数が少ないことに因って磁化
が定常状態に達し難い場合でも、空打ちを増やしてスキ
ャン時間を長期化させるという事態を排除でき、かつ高
いＴ２強調コントラストのＭＲ画像を得ることを、その
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、空打ちの無いパルスシーケンスを採用
し、縦磁化成分の大きさがほぼ一定となった定常状態で
ｋ空間の位相エンコード方向の中心部に配置するエコー
データが収集できるように、パルスシーケンスのエンコ
ード量（位相エンコード量及び／又はスライスエンコー
ド量）を制御することに、その基礎を置いている。

【００１５】つまり、パルスシーケンスを実行すること
により、ｋ空間上の高周波成分のエコーデータは、スピ
ンの縦磁化成分が未だ定常状態にはなっていない縦磁化
成分の状態で先に励起される。この励起は実質的に空打
ちの機能を果たす。この高周波成分は画像コントラスト
には殆ど寄与しないので、定常状態には至っていなくて
も画質には殆ど影響しない。一方、ｋ空間上の低周波成
分のエコーデータは、スピンの縦磁化成分が既に定常状
態になった状態で励起される。このため、信号強度が安
定するので、Ｔ２画像コントラストが向上し、心臓の拍
動などに因るフローアーチファクトが低減する。

【００１６】この本発明に拠る位相エンコード量の制御
法を、「逆セントリックオーダー（reverse centric or
der）」のデータ収集と呼ぶことにする。

【００１７】具体的には、本発明の第１の態様によれ
ば、エンコード方向傾斜磁場を除く全ての傾斜磁場によ
るモーメントは、印加するＲＦパルスの中心時刻と当該
ＲＦパルスの印加に応答して発生するエコー信号のピー
ク到達時刻との間の期間、及び、当該エコー信号のピー
ク到達時刻とこのエコー信号の後に印加されるＲＦパル
スの中心時刻との間の期間それぞれにおいて零であるこ
と、エンコード方向傾斜磁場によるモーメントは、印加
するＲＦパルスの中心時刻相互間において零であるこ
と、並びに、印加するＲＦパルスの位相差が一定である
ことという条件を満足させるパルスシーケンスを実行す
ることによりエコー信号を受信し、このエコー信号を処
理したデータを周波数空間に配置し、この配置したデー
タに基づいて画像を生成する磁気共鳴イメージング装置
において、前記周波数空間の高周波領域から低周波領域
の順で前記データが当該周波数空間に配置されるように
設定した前記エンコード方向傾斜磁場を印加する印加手
段を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置
が提供される。

【００１８】これにより、上述した「逆セントリックオ
ーダー」のデータ収集が可能になる。このため、ＦＩＳ
Ｐ法を用いてＭＲイメージングを行うときに、一度の定
常状態でデータ収集するエンコード数が少ないことに因
って磁化（縦磁化成分）が定常状態に達し難い場合で
も、画像コントラストを決める周波数空間（ｋ空間）の
位相エンコード方向の中心部に配置するデータは、磁化
が十分な定常状態になった状態で収集される。したがっ
て、空打ちを増やしてスキャン時間を長期化させる必要
が無く、かつ高いＴ２強調コントラストのＭＲ画像を得
ることができる。

【００１９】また、第２の態様によれば、とくに、スピ
ンの縦磁化成分の大きさが一定と見なすことができる定
常状態で収集した前記データが前記周波数空間の中心に
配置されるように設定した前記エンコード方向傾斜磁場
を印加する印加手段を備えたことを特徴とする磁気共鳴
イメージング装置が提供される。この構成によっても、
上述と同様に、「逆セントリックオーダー」のデータ収
集が可能になる。このため、空打ちを増やしてスキャン
時間を長期化させることなく、かつ高いＴ２強調コント
ラストのＭＲ画像を得ることができる。

【００２０】上述した第１及び第２の態様に係る構成に
おいて、第３の態様として、前記印加手段は、前記周波
数空間への前記データの配置が、前記周波数空間におけ
る位相エンコード方向の零エンコードを中心とする逆極
性の領域に対して経時的に交互に行われるように設定し
た前記エンコード方向傾斜磁場を印加する手段とする構
成も好適である。これにより、上述した「逆セントリッ
クオーダー」のデータ収集が行われる。

【００２１】また上述した第１〜第３の各構成におい
て、好適には、前記パルスシーケンスは、前記エンコー
ド方向傾斜磁場が位相エンコード方向傾斜磁場である２
次元スキャンのパルス列から成る。このため、「逆セン
トリックオーダー」のデータ収集が２次元スキャンで実
行される。

【００２２】さらに上述した第３の構成において、好適
な一例として、前記パルスシーケンスは、前記エンコー
ド方向傾斜磁場が位相エンコード方向傾斜磁場及びスラ
イス方向傾斜磁場である３次元スキャンのパルス列から
成るとともに、前記印加手段は、前記周波数空間をセグ
メント化した各セグメント領域への前記データの配置が
前記交互順で行われるように構成される。したがって、
「逆セントリックオーダー」のデータ収集が３次元スキ
ャンで実行される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る１つの実施の
形態を、図１〜図８参照して説明する。

【００２４】この実施形態に係る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、被検体としての患者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・演算部とを
備える。さらに、このＭＲＩ装置は、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、患者Ｐに息止めを指令するための息止め指令部とを
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
を成す）の軸方向（Ｚ軸方向）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
の制御のもとで、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。寝台部は、被検体Ｐを載せ
た天板を磁石１の開口部に退避可能に挿入できる。

【００２７】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の制御のもとで、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。

【００２８】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Ｇ_Ｓ、位相エ
ンコード方向傾斜磁場Ｇ_Ｅ、及び読出し方向（周波数エ
ンコード方向）傾斜磁場Ｇ_Ｒ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、及び読出し方向の各傾斜磁場は、静磁場Ｈ_０
に重畳される。

【００２９】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）を起こ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、Ｒ
Ｆコイル７が受信したエコー信号などの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信号に応じたデ
ジタル量のエコーデータ（原データ）を生成する。

【００３０】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１
２、入力器１３、及び音声発生器１６を備える。この
内、ホスト計算機６は、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、装置全体の動作を統括する機能を有する。

【００３１】ホスト計算機６は、所定のパルスシーケン
スに拠りイメージングスキャンを実施する。このパルス
シーケンスは、本実施形態では、ＦＩＳＰ法に基づく３
次元（３Ｄ）スキャン又は２次元（２Ｄ）スキャン）に
パルス列に形成されている。このパルス列には、本発明
に係る「逆セントリックオーダー」の位相エンコード法
（データ収集法）が適用される。イメージングスキャン
は、患者が息を吸った状態又は吐いた状態で息を止める
息止め法やＥＣＧ信号に依るＥＣＧゲート法を併用して
行ってもよい。

【００３２】なお、ＦＩＳＰ法に基づくパルスシーケン
スは、「エンコード方向傾斜磁場を除く全ての傾斜磁場
によるモーメントについては、印加するＲＦパルスの中
心時刻と当該ＲＦパルスの印加に応答して発生するエコ
ー信号のピーク到達時刻との間の期間、及び、当該エコ
ー信号のピーク到達時刻とこのエコー信号の後に印加さ
れるＲＦパルスの中心時刻との間の期間それぞれにおい
て零である」こと、「エンコード方向傾斜磁場について
は、印加するＲＦパルスの中心時刻相互間において零で
あること」、並びに、印加するＲＦパルスの位相差が一
定であること」を満足するＦＥ系のパルス列である。

【００３３】シーケンサ５は、ＣＰＵ及びメモリを備え
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信号のエコーデータ（デ
ジタル量）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及び受信器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。

【００３４】また、演算ユニット１０は、受信器８Ｒが
出力したエコーデータ（原データ又は生データとも呼ば
れる）を、シーケンサ５を通して入力し、その内部メモ
リ上の２次元又は３次元のｋ空間（フーリエ空間または
周波数空間とも呼ばれる）にエコーデータを配置し、こ
のエコーデータをその各組毎に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はまた、必要に応じて、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でき
る。

【００３５】記憶ユニット１１は、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。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】また、息止め指令部の一要素として音声発
生器１６を備える。この音声発生器１６は、ホスト計算
機６から指令があったときに、息止め開始及び息止め終
了のメッセージを音声として発することができる。

【００３７】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及びシーケンサ５に出
力するＥＣＧユニット１８とを備える。この心電計測部
による計測信号は、イメージングスキャンを実行すると
きにシーケンサ５により用いられる。これにより、ＥＣ
Ｇ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。

【００３８】本実施形態の構成において、シーケンサ
５、ホスト計算機６、及び演算ユニット１０がデータ配
置手段を構成している。

【００３９】次に、図２〜８を参照して、本実施形態の
ＭＲＩ装置によるイメージングスキャンの動作を説明す
る。

【００４０】いま、ＦＩＳＰ法に基づく２次元スキャン
が指令されたものとする。この場合、シーケンサ５に
は、ホスト計算機６から、図２に示す２次元ＦＩＳＰ法
のパルスシーケンスに関するパルスシーケンス情報が与
えられる、このため、シーケンサ５は、この２次元ＦＩ
ＳＰ法に拠るパルスシーケンス情報に基づき傾斜磁場電
源４及び送信器８Ｔの動作を制御する。

【００４１】この２次元スキャンによれば、最初にスラ
イス用傾斜磁場パルスＧ_Ｓと共に励起用の９０°ＲＦパ
ルスが印加され、被検体の選択励起が行われる。

【００４２】さらに、読出し用傾斜磁場Ｇ_Ｒを印加する
とともに、逆セントリックオーダーの位相エンコード法
を適用した位相エンコード用傾斜磁場Ｇ_Ｅ（位相エンコ
ードパルスＰ１）を印加する（図２において、位相エン
コード用傾斜磁場Ｇ_Ｅの波形上に記載している、略Ｗの
字状の矢印記号は「逆セントリックオーダー」の波形で
あることを表している）。

【００４３】この後、読出し用傾斜磁場Ｇ_Ｒの極性を反
転させてエコー信号を収集する。

【００４４】さらに、逆セントリックオーダーの位相エ
ンコード法を適用した位相エンコード用傾斜磁場Ｇ_Ｅに
よるリワインドパルスＰ２を印加する。このリワインド
パルスＰ２は、図２に示すように、位相エンコード用傾
斜磁場Ｇ_Ｅの波形上に大略、逆Ｗの字状の矢印記号を描
いて記号化されているように、逆セントリックオーダー
に対応して、その振幅値が設定されている。

【００４５】位相エンコードパルスＰ１は、具体的に
は、図３（ａ）に示すように制御される。つまり、位相
エンコードをその−側及び＋側のステップに交互に割り
当てながら、位相エンコード量をｋ空間の高周波域から
その中心部の低周波域に向かって励起毎に低下させる。
これにより、初めの励起部分における１回目及び２回目
の位相エンコード量はｋ空間の最も高周波なエンコード
を担う量に設定され、その後、位相エンコード量が−側
及び＋側で徐々に下げられ、最後の励起に伴うそれはｋ
空間の位相エンコード量＝０に対応している。磁場波形
Ｇ_Ｅの振幅値＝０がｋ空間の位相エンコード量＝０に対
応している。

【００４６】これを定量的に記載する。全位相エンコー
ド数をＰＥ_ｍａｘとすると、ＰＥ_{ｍ ａｘ}／２がｋ＝０に
対応する。２次元ＦＩＳＰ法における逆セントリック法
はしたがって、

【数１】 と表される。

【００４７】これに対して、リワインドパルスＰ２は、
図３（ｂ）に示すように、各励起毎の、ｋ＝０に対する
位相エンコード量の正負極性の関係が位相エンコードパ
ルスＰ１のそれとは反対になるように制御される。つま
り位相エンコードをその＋側及び−側のステップに交互
に割り当てながら、位相エンコード量をｋ空間の高周波
域からその中心部の低周波域に向かって励起毎に低下さ
せる。

【００４８】このため、ＲＦ励起パルスによる励起毎に
収集されるエコーデータは、上述した逆セントリックオ
ーダーに従ってｋ空間の対応する位相エンコード量のス
テップ位置にそれぞれ配置される。初めの方の励起に係
るエコーデータは、位相エンコード量が大きいので、ｋ
空間の中心位置により分けられた−側及び＋側で、か
つ、その高周波領域に配置される。励起が進むにつれ
て、収集データはｋ空間の中心部の低周波域に配置され
る。

【００４９】さらに、ｋ空間の中心位置ｋ＝０に配置さ
れるエコーデータは図４に示す如く、それまでの多数の
励起によって、磁化スピンの縦磁化成分が既に十分に飽
和した定常状態で収集される。この中心位置の付近（ｋ
空間の中心部）に配置させるデータも、縦緩和時間Ｔ１
が十分に経過した定常状態とみなせる状態に属するタイ
ミングで収集される。

【００５０】このように逆セントリックオーダーのデー
タ収集に対応して配置された２次元のエコーデータは、
演算ユニット１０において、そのデータの組毎に２次元
フーリエ変換に処せられ（再構成）、実空間の画像デー
タが生成される。この画像データは、表示器１２により
表示されるとともに、記憶ユニット１１に格納される。

【００５１】以上のように、本実施形態によれば、逆セ
ントリックオーダーの元に、２次元ＦＩＳＰ法に基づく
スキャンが実行される。

【００５２】このため、図４に示すように、ｋ空間の高
周波領域である、位相エンコード方向の端部側領域のエ
コーデータが先に収集及び配置され、低周波領域である
同方向の中心部分のエコーデータはその後で収集及び配
置される。時間的に先行する、画像コントラストには殆
ど寄与しない高周波領域のエコーデータ収集用のパルス
印加が、従来のダミーパルスの印加機能を兼ねることに
なる。つまり、高周波領域のエコーデータを収集してい
る間に、スピンの縦磁化成分の振幅が略一定となる定常
状態が達成され、この定常状態おいて、画像コントラス
トが決まるｋ空間の中心部に対するデータの収集及び配
置が行われる。

【００５３】したがって、縦緩和時間Ｔ１が長い磁化成
分であっても、十分な定常状態又はそれに近い状態でｋ
空間の中心部のデータが収集されるので、十分なＴ２強
調コントラストが得られる。併せて、従来のようにパル
スシーケンスの冒頭で印加するダミーパルスの印加（空
打ち）は不要になるか若しくは最小限で済み、この印加
に必要な時間も不要になるか若しくは最小限で済み、全
体の撮影時間を短縮させることができる。

【００５４】図５には、従来のリニアオーダー方式によ
り２次元ＦＩＳＰ法を実行したときの、ｋ空間の中心位
置（ｋ＝０）に配置されるデータの収集タイミングとス
ピンの縦磁化成分の飽和状態（即ち、Ｔ１及びＴ２共に
長い成分が強調されるコントラストに対応）との関係を
模式的に示した。この従来法の場合、リニアオーダー方
式であるので、かかるデータ収集タイミング図４のそれ
に比べて速く到来する（なお、図４及び図５のスキャン
は共に、事前の空打ちはないものとする）。したがっ
て、縦磁化成分の飽和状態が十分ではない、すなわち未
だ定常状態には至っていない状態でｋ空間の中心位置に
配置するデータを収集しなければならない。しかし、本
実施形態によれば、上述したように、そのような収集を
しなくても済む。

【００５５】さらに、この逆セントリックオーダーに依
るスキャンによれば、データ収集及び配置の周期性を分
断及び分散せさた状態になるので、従来のリニアオーダ
ーの位相エンコード法と比較して、心臓の拍動に因るフ
ローアーチファクトを低減又は分散させることができ
る。

【００５６】さらにまた、この逆セントリックオーダー
のデータ収集によれば、渦電流の安定後にｋ空間中心部
のエコーデータが収集されるので、渦電流の影響も受け
難いという利点がある。

【００５７】また、ｋ空間の高周波領域に対するデータ
収集のＲＦパルスを時間的に先に印加するので、この印
加に伴うＲＦ励起によってＭＴ（Magnetic Transfer）
効果を得ることができる。このＭＴ効果を各種のイメー
ジングに積極的に利用可能になり、ＭＴ効果を利用して
画像コントラストを向上させることもできる。

【００５８】一方、ＦＩＳＰ法に基づく３次元スキャン
（いまの例では、ＳＩＭＣＡＳＴ法とする）が指令され
たものとする。この場合、シーケンサ５には、ホスト計
算機６から、３次元ＦＩＳＰ法のパルスシーケンスに関
するパルスシーケンス情報が与えられる、このため、シ
ーケンサ５は、この２次元ＦＩＳＰ法に拠るパルスシー
ケンス情報に基づき傾斜磁場電源４及び送信器８Ｔの動
作を制御する。

【００５９】この３次元スキャンの場合には、可変させ
るエンコード量がスライスエンコード量（ＳＥ）と位相
エンコード量（ＰＥ）の２つになる。この２種類のエン
コード量を可変させる順序としては、１つのスライスエ
ンコード量に対して全位相エンコード量を変化させる手
法、１つの位相エンコード量に対して全スライスエンコ
ード量を変化させる手法、更には、それらの手法を組み
合わせた手法などがある。いま、一例として、最初の手
法（１つのスライスエンコード量に対して全位相エンコ
ード量を変化させる）について説明するが、その他の可
変順序の手法でも同様に実施できる。

【００６０】いま、全位相エンコード数：ＰＥ_ｍａｘ、
全スライスエンコード数：ＳＥ_{ｍａ ｘ}、セグメント数：
Ｍ（３次元ｋ空間の分割数；説明の簡素化のために、Ｍ
＝ＰＥ_ｍａｘ／整数とする）、及び、セグメント番号：
ｍ（ｍ＝０〜Ｍ−１）、１セグメント内のエンコード収
集番号：ｉ（ｉ＝０〜（ＰＥ_ｍａｘ・ＳＥ_ｍａｘ）／
（Ｍ−１））とする。なお、各セグメントにアーチファ
クトを抑制する程度の空打ちが入るが、これは省略して
考える。

【００６１】これにより、逆セントリックオーダー方式
を採用したＳＩＭＣＡＳＴ法（３次元セグメンテーショ
ンＦＩＳＰ法）の場合には、その位相エンコード量ＰＥ
及びスライスエンコード量ＳＥは、

【数２】 と表される。

【００６２】このＳＩＭＣＡＳＴ法では、図６に模式的
に示すように、一定数のエンコードステップによるデー
タ収集後、傾斜磁場スポイラーを加えて定常状態を一度
破り、新たに次セグメントのデータ収集が行われる。こ
のセグメント化により、撮像対象の動きや流れに耐性を
発揮できる。

【００６３】各セグメントにおけるデータ収集は、図７
に示すように、前述した２次元ＦＩＳＰの場合と同様
に、逆セントリックオーダーに基づくエンコード量（ス
ライスエンコード量及び位相エンコード量）が設定され
る。なお、図７の場合にには、セグメント数＝３を例示
している。

【００６４】この逆セントリックオーダーに基づくデー
タ収集の採用によって、３次元ｋ空間の中心に位置する
データを収集するタイミングは各セグメントの最後にな
る。これにより、かかる中心位置に対するデータ収集の
前に励起される回数が従来法の場合よりも多くなるの
で、その中心位置に配置するデータは、縦磁化成分の定
常状態又は定常状態とみなせる状態で収集される。

【００６５】これは、図７に記載した構成を従来法に基
づいて記載した図８の模式図との対比からも明らかで、
３次元ｋ空間の中心に位置するデータを収集するタイミ
ングを、必要以上の空打ちを入れることなく、時間的に
後の方に移行できる。このため、縦緩和時間Ｔ１が長い
磁化成分であっても満足のいく定常状態になっているの
で、十分なＴ２強調コントラストが得られる。また、空
打ちもアーチファクトを抑制する程度の空打ち回数に止
めることができるので、撮像時間の長期化を抑えること
ができる。

【００６６】なお、本発明は上述した実施形態の構成に
限定されるものではなく、特許請求の範囲に要旨に基づ
き、さらに種々の形態に変形可能なことは勿論である。

【００６７】

【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、ＦＩＳＰ法を用いてＭ
Ｒイメージングを行うときに、逆セントリックオーダー
に基づくエンコード法、すなわちデータ収集順の採用に
よって、一度の定常状態でデータ収集するエンコード数
が少ないことに因って磁化が定常状態に達し難い場合で
も、空打ちを増やしてスキャン時間を長期化させるとい
う必要性も無くなり、かつ高いＴ２強調コントラストの
ＭＲ画像を提供することができる。

【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
装置の構成の一例を示す概略ブロック図。

【図２】実施形態で実行される２次元ＦＩＳＰ法を示す
パルスシーケンス。

【図３】２次元ＦＩＳＰ法に基づく位相エンコードパル
スとリワインドパルスに適用された逆セントリックオー
ダーの位相エンコード量を説明する図。

【図４】逆セントリックオーダーの位相エンコード量と
磁化スピンの縦緩和状態（すなわち、Ｔ１及びＴ２共に
長い成分が強調されるコントラストに対応）との対応を
説明する図。

【図５】２次元ＦＩＳＰ法の対比説明のために記載され
た、従来法の一例であるリニアオーダーの位相エンコー
ド量と磁化スピンの縦緩和状態との対応を説明する図。

【図６】３次元ＦＩＳＰ法における各セグメントとスポ
イラーパルスとの時間的関係を説明する図。

【図７】３次元ＦＩＳＰ法に基づく各セグメントのエン
コード量に適用された逆セントリックオーダーと磁化ス
ピンの縦緩和状態との対応を説明する図。

【図８】３次元ＦＩＳＰ法の対比説明のために記載され
た、従来法の一例であるリニアオーダーの位相エンコー
ド量と磁化スピンの縦緩和状態との対応を説明する図。

【図９】従来法としてのリニアオーダーに拠るデータ収
集順を説明する図。

【図１０】従来法としてのセントリックオーダーに拠る
データ収集順を説明する図。

【符号の説明】

１ 磁石 ２ 静磁場電源 ３ 傾斜磁場コイルユニット ４ 傾斜磁場電源 ５ シーケンサ ６ ホスト計算機 ７ ＲＦコイル 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

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンコード方向傾斜磁場を除く全ての傾
   斜磁場によるモーメントは、印加するＲＦパルスの中心
   時刻と当該ＲＦパルスの印加に応答して発生するエコー
   信号のピーク到達時刻との間の期間、及び、当該エコー
   信号のピーク到達時刻とこのエコー信号の後に印加され
   るＲＦパルスの中心時刻との間の期間それぞれにおいて
   零であること、エンコード方向傾斜磁場によるモーメン
   トは、印加するＲＦパルスの中心時刻相互間において零
   であること、並びに、印加するＲＦパルスの位相差が一
   定であることという条件を満足させるパルスシーケンス
   を実行することによりエコー信号を受信し、このエコー
   信号を処理したデータを周波数空間に配置し、この配置
   したデータに基づいて画像を生成する磁気共鳴イメージ
   ング装置において、 前記周波数空間の高周波領域から低周波領域の順で前記
   データが当該周波数空間に配置されるように設定した前
   記エンコード方向傾斜磁場を印加する印加手段を備えた
   ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 【請求項２】 エンコード方向傾斜磁場を除く全ての傾
   斜磁場によるモーメントは、印加するＲＦパルスの中心
   時刻と当該ＲＦパルスの印加に応答して発生するエコー
   信号のピーク到達時刻との間の期間、及び、当該エコー
   信号のピーク到達時刻とこのエコー信号の後に印加され
   るＲＦパルスの中心時刻との間の期間それぞれにおいて
   零であること、エンコード方向傾斜磁場によるモーメン
   トは、印加するＲＦパルスの中心時刻相互間において零
   であること、並びに、印加するＲＦパルスの位相差が一
   定であることという条件を満足させるパルスシーケンス
   を実行することによりエコー信号を受信し、このエコー
   信号を処理したデータを周波数空間に配置し、この配置
   したデータに基づいて画像を生成する磁気共鳴イメージ
   ング装置において、 スピンの縦磁化成分の大きさが一定と見なすことができ
   る定常状態で収集した前記データが前記周波数空間の中
   心に配置されるように設定した前記エンコード方向傾斜
   磁場を印加する印加手段を備えたことを特徴とする磁気
   共鳴イメージング装置。
3. 【請求項３】 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、 前記印加手段は、前記周波数空間への前記データの配置
   が、前記周波数空間における位相エンコード方向の零エ
   ンコードを中心とする逆極性の領域に対して経時的に交
   互に行われるように設定した前記エンコード方向傾斜磁
   場を印加する手段である磁気共鳴イメージング装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれか１つに
   記載の磁気共鳴イメージング装置において、 前記パルスシーケンスは、前記エンコード方向傾斜磁場
   が位相エンコード方向傾斜磁場である２次元スキャンの
   パルス列から成る磁気共鳴イメージング装置。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の磁気共鳴イメージング
   装置において、 前記パルスシーケンスは、前記エンコード方向傾斜磁場
   が位相エンコード方向傾斜磁場及びスライス方向傾斜磁
   場である３次元スキャンのパルス列から成るとともに、 前記印加手段は、前記周波数空間をセグメント化した各
   セグメント領域への前記データの配置が前記交互順で行
   われるように構成されている磁気共鳴イメージング装
   置。