JP2013150701A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＭＲＩにおいて、操作者がレファレンススキャンの信号収集領域を意識せずにパラレルイメージングの撮像条件を設定できるようにする。
【解決手段】ＭＲＩ装置は、レファレンススキャン設定部と、レファレンススキャン実行部と、画像生成部とを備える。レファレンススキャン設定部は、各要素コイルの感度分布マップの生成用のＭＲ信号を収集するレファレンススキャンの信号収集領域を、パラレルイメージングの本スキャンの撮像領域に応じて自動算出する。レファレンススキャン実行部は、自動算出された信号収集領域にレファレンススキャンを実行する。画像生成部は、レファレンススキャンで収集されたＭＲ信号に基づいて生成される感度分布マップと、本スキャンで収集されたＭＲ信号とに基づいて画像データを生成する。
【選択図】図６

Description

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージングに関する。

ＭＲＩは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数のＲＦパルスで磁気的に励起し、この励起に伴って発生するＭＲ信号から画像を再構成する撮像法である。なお、上記ＭＲＩは磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging)の意味であり、ＲＦパルスは高周波パルス(radio frequency pulse)の意味であり、ＭＲ信号は核磁気共鳴信号(nuclear magnetic resonance signal)の意味である。

ＭＲＩでは、パラレルイメージング(Parallel Imaging)と呼ばれる高速撮像技術が知られている。これは、被検体に装着されるＲＦコイル装置として、多数の要素コイルを備えたフェーズドアレイコイルを用い、これら要素コイルでＭＲ信号を受信する手法である。

パラレルイメージングでは、一般には位相エンコード方向ステップ数を間引くことでデータ取得回数を減らす結果、画像データに折り返しアーチファクトが生じるため、これを展開時に補償する。具体的には、レファレンススキャンを別途行うことでフェーズドアレイコイルの各要素コイルの空間的な感度分布マップ（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）を生成する。

感度分布マップとは、例えば、フェーズドアレイコイル内の各要素コイルのＭＲ信号に対する受信感度の強弱が空間的にどのように変化しているかを示すマップデータである。そして、この感度分布マップに基づいて、間引いた位相エンコード方向ステップ数で生じる折り返しアーチファクトが拡大展開法などの手法によって補償される（例えば、特許文献３参照）。

従来技術では、レファレンススキャンにおけるＭＲ信号の収集領域は、感度分布マップの生成用データの不足を防ぐために、本スキャンの撮像領域を確実に含む広範囲な領域として、操作者により選択されていた。

特開２００７−３１９３４８号公報 特開２００５−２３７７０３号公報 特開２００４−３２９６１３号公報

このため、ＭＲＩにおいて、操作者がレファレンススキャンの信号収集領域を意識せずにパラレルイメージングの撮像条件を設定できるようにする技術が要望されていた。

一実施形態では、ＭＲＩ装置は、複数の要素コイルが含まれるマルチコイルを介して被検体からのＭＲ信号を受信及び収集し、ＭＲ信号に基づいて被検体の画像データを生成するパラレルイメージングを実行するものである。このＭＲＩ装置は、レファレンススキャン設定部と、レファレンススキャン実行部と、本スキャン実行部と、画像生成部とを備える。

レファレンススキャン設定部は、各々の要素コイルの空間的な感度分布マップの生成に用いられると共に複数の要素コイルにより受信されるＭＲ信号を収集するレファレンススキャンの信号収集領域を、本スキャンの撮像領域に応じて自動算出する。
レファレンススキャン実行部は、レファレンススキャン設定部により自動算出された信号収集領域に対してレファレンススキャンを実行する。
本スキャン実行部は、パラレルイメージングのシーケンスにより、マルチコイルを介して本スキャンの撮像領域からＭＲ信号を受信及び収集する。
画像生成部は、レファレンススキャン実行部により収集されたＭＲ信号に基づいて感度分布マップを生成し、感度分布マップと、本スキャン実行部により収集されたＭＲ信号とに基づいて被検体の画像データを生成する。

一実施形態におけるＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図。 図１に示すコンピュータ５８の機能ブロック図。 ＭＲ信号を受信する装着型のＲＦコイル装置の一例として、上半身用ＲＦコイル装置の構成を示す平面模式図。 図１のＲＦ受信器の詳細構成の一例を示すブロック図。 本スキャンの撮像領域のどの領域に対しても感度分布マップが存在しない場合における、レファレンススキャンの信号収集領域の算出方法の一例を示す説明図。 本スキャンの撮像領域の一部の領域に対して、感度分布マップが存在する場合における、レファレンススキャンの信号収集領域の算出方法の一例を示す説明図。 寝台移動を伴う場合における、レファレンススキャンの信号収集領域の算出方法の一例をサジタル断面で示す説明図。 感度分布マップが存在しない領域に対して、既に存在する感度分布マップから補間により感度分布マップを生成する手法の一例を示す説明図。 被検体に装着されたフェーズドアレイコイル内の各要素コイルと、本スキャンの撮像領域との位置関係の一例をサジタル断面で示す説明図。 本スキャンの撮像領域に対応する要素コイルが存在しない場合の通知の表示の一例を示す模式図。 本スキャンで用いる要素コイルの選択方法の一例をサジタル断面で示す説明図。 本実施形態のＭＲＩ装置の動作の流れの一例の前半を示すフローチャート。 図１２に続く本実施形態のＭＲＩ装置の動作の流れの後半部分を示すフローチャート。

以下、ＭＲＩ装置及びＭＲＩ方法の実施形態について、添付図面に基づいて説明する。なお、各図において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

（本実施形態の構成）
図１は、本実施形態におけるＭＲＩ装置２０の全体構成を示すブロック図である。
図１に示すように、ＭＲＩ装置２０は、筒状の静磁場磁石２２と、静磁場磁石２２の内側において軸を同じにして設けられた筒状のシムコイル２４と、傾斜磁場コイル２６と、ＲＦコイル２８と、制御装置３０と、被検体Ｐが乗せられる寝台３２とを有する。

ここでは一例として、装置座標系の互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を以下のように定義する。まず、静磁場磁石２２及びシムコイル２４は、それらの軸方向が鉛直方向に直交するように配置されているものとし、静磁場磁石２２及びシムコイル２４の軸方向をＺ軸方向とする。また、鉛直方向をＹ軸方向とし、寝台３２は、その天板の載置用の面の法線方向がＹ軸方向となるように配置されているものとする。

制御装置３０は、静磁場電源４０と、シムコイル電源４２と、傾斜磁場電源４４と、ＲＦ送信器４６と、ＲＦ受信器４８と、寝台駆動装置５０と、シーケンスコントローラ５６と、コンピュータ５８とを有する。傾斜磁場電源４４は、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘと、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙと、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚとを有する。また、コンピュータ５８は、演算装置６０と、入力装置６２と、表示装置６４と、記憶装置６６とを有する。

静磁場磁石２２は、静磁場電源４０に接続され、静磁場電源４０から供給された電流により撮像空間に静磁場を形成させる。上記撮像空間とは、例えば、被検体Ｐが置かれて、静磁場が印加されるガントリ内の空間を意味する。ガントリとは、静磁場磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイル２６、ＲＦコイル２８を含むように、例えば円筒状に形成された構造体である。被検体Ｐが乗せられた寝台３２がガントリ内に移動できるように、ガントリ及び寝台３２は構成される。なお、図１では煩雑となるので、ガントリ内の静磁場磁石２２等の構成要素を図示し、ガントリ自体は図示していない。

撮像領域は、例えば、１画像又は１セットの画像の生成に用いるＭＲ信号の収集範囲であって、撮像空間の一部として設定される領域を意味する。「１セットの画像」とは、例えばマルチスライス撮像などのように、１のパルスシーケンス内で複数画像のＭＲ信号が一括的に収集される場合の「複数画像」である。撮像領域は例えば、装置座標系で３次元的に規定される。

静磁場磁石２２は、超伝導コイルで構成される場合が多く、励磁の際に静磁場電源４０に接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。なお、静磁場電源４０を設けずに、静磁場磁石２２を永久磁石で構成してもよい。

シムコイル２４は、シムコイル電源４２に接続され、シムコイル電源４２から供給される電流により、この静磁場を均一化する。

傾斜磁場コイル２６は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘと、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙと、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚとを有し、静磁場磁石２２の内側で筒状に形成されている。Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚはそれぞれ、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙ、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚに接続される。

Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙ、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚからＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚにそれぞれ供給される電流により、Ｘ軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚが撮像領域にそれぞれ形成される。

即ち、装置座標系の３軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを合成して、論理軸としてのスライス選択方向傾斜磁場Ｇｓｓ、位相エンコード方向傾斜磁場Ｇｐｅ、及び、読み出し方向（周波数エンコード方向）傾斜磁場Ｇｒｏの各方向を任意に設定できる。スライス選択方向、位相エンコード方向、及び、読み出し方向の各傾斜磁場は、静磁場に重畳される。

ＲＦ送信器４６は、シーケンスコントローラ５６から入力される制御情報に基づいて、核磁気共鳴を起こすためのラーモア周波数のＲＦパルス（ＲＦ電流パルス）を生成し、これを送信用のＲＦコイル２８に送信する。ＲＦコイル２８には、ガントリに内蔵されたＲＦパルスの送受信用の全身用コイルや、寝台３２又は被検体Ｐの近傍に設けられるＲＦパルスの受信用の局所コイルなどがある。

送信用のＲＦコイル２８は、ＲＦ送信器４６からＲＦパルスを受けて被検体Ｐに送信する。受信用のＲＦコイル２８は、被検体Ｐの内部の原子核スピンがＲＦパルスによって励起されることで発生したＭＲ信号を受信し、このＭＲ信号は、ＲＦ受信器４８により検出される。

ＲＦ受信器４８は、検出したＭＲ信号に前置増幅、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(analog to digital)変換を施すことで、デジタル化された複素データである生データ(raw data)を生成する。ＲＦ受信器４８は、生成したＭＲ信号の生データをシーケンスコントローラ５６に入力する。

演算装置６０は、ＭＲＩ装置２０全体のシステム制御を行うものであり、これについては後述の図２を用いて説明する。

シーケンスコントローラ５６は、演算装置６０の指令に従って、傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６及びＲＦ受信器４８を駆動させるために必要な制御情報を記憶する。ここでの制御情報とは、例えば、傾斜磁場電源４４に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報である。

シーケンスコントローラ５６は、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６及びＲＦ受信器４８を駆動させることにより、Ｘ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚ及びＲＦパルスを発生させる。また、シーケンスコントローラ５６は、ＲＦ受信器４８から入力されるＭＲ信号の生データを受けて、これを演算装置６０に入力する。

寝台駆動装置５０は、シーケンスコントローラ５６を介して演算装置６０に接続される。シーケンスコントローラ５６は、演算装置６０の指令に従って寝台駆動装置５０を制御することで寝台３２の天板(table)を移動させ、これにより例えば、Moving Table法やStepping-Table法による撮像を行う。

Moving Table法は、撮像時に寝台３２の天板を連続移動することで移動方向に大きな撮像視野(ＦＯＶ: field of view)を得る技術である。Stepping-Table法は、ステーション毎に寝台３２の天板をステップ移動させて３次元撮像を行う技術である。これらの技術は、全身撮像のように一度に撮像できない広領域の撮像を行う場合に用いられる。演算装置６０は、寝台３２を移動して収集された複数の画像を合成処理によって互いに繋ぎ合わせることもできる。

図２は、図１に示すコンピュータ５８の機能ブロック図である。図２に示すように、コンピュータ５８の演算装置６０は、ＭＰＵ(Micro Processor Unit)８６と、システムバス８８と、画像再構成部９０と、画像データベース９４と、画像処理部９６と、表示制御部９８と、レファレンススキャン設定部１００と、マップ生成部１０２とを備える。

ＭＰＵ８６は、本スキャンの撮像条件の設定、撮像動作及び撮像後の画像表示において、システムバス８８等の配線を介してＭＲＩ装置２０全体のシステム制御を行う。また、ＭＰＵ８６は、撮像条件設定部としても機能し、入力装置６２からの指示情報に基づいてパルスシーケンスを含む撮像条件を設定し、設定した撮像条件をシーケンスコントローラ５６に入力する。

撮像条件とは、例えば、スピンエコー法やグラジエントエコー法などの内のどの種類のパルスシーケンスにより、どのような条件でＲＦパルス等を送信して、どのような条件で被検体からＭＲ信号を収集するか、の意味である。撮像条件の例としては、パラレルイメージングなどのパルスシーケンスの種類、撮像空間内での位置的情報としての撮像領域、スライス数、撮像部位、などが挙げられる。上記撮像部位とは、例えば、頭部、胸部、腹部などの被検体Ｐのどの部分を撮像領域として画像化するか、の意味である。

上記本スキャンとは、Ｔ１強調画像などの、目的とする診断画像の撮像のためのスキャンであって、位置決め画像用のＭＲ信号収集のスキャンや、較正スキャンを含まないものとする。スキャンとは、ＭＲ信号の収集動作を指し、画像再構成を含まないものとする。
上記較正スキャンとは例えば、本スキャンの撮像条件の内の未確定のものや、画像再構成に用いる条件やデータなどを決定するために、本スキャンとは別に行われるスキャンを指す。較正スキャンの例としては、前述のレファレンススキャンがあり、これは本スキャン前に行っても、本スキャン後に行ってもよい。なお、プレスキャンは、本スキャン前に行われる較正スキャンを指すものとする。

ＭＰＵ８６は、表示制御部９８を制御して、撮像条件の設定用画面情報を表示装置６４に表示させる。
入力装置６２は、撮像条件や画像処理条件を設定する機能をユーザに提供する。

画像再構成部９０は、内部にｋ空間データベース９２を有する。画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において、シーケンスコントローラ５６から入力されるＭＲ信号の生データをｋ空間データとして配置する。画像再構成部９０は、ｋ空間データに２次元フーリエ変換などを含む画像再構成処理を施して、被検体Ｐの各スライスの画像データを生成する。画像再構成部９０は、生成した画像データを画像データベース９４に保存する。

画像処理部９６は、画像データベース９４から画像データを取り込み、これに所定の画像処理を施し、画像処理後の画像データを表示用画像データとして記憶装置６６に記憶させる。

記憶装置６６は、上記の表示用画像データに対し、その表示用画像データの生成に用いた撮像条件や被検体Ｐの情報（患者情報）等を付帯情報として付属させて記憶する。

表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の制御に従って、撮像条件の設定用画面や、撮像により生成された画像データが示す画像を表示装置６４に表示させる。

レファレンススキャン設定部１００は、パラレルイメージングにおいて、フェーズドアレイコイル内の各要素コイルの空間的な感度分布マップの生成用のレファレンススキャンの条件を自動設定する。レファレンススキャンでは、被検体Ｐに装着されるフェーズドアレイコイル内の各要素コイルを介して、被検体ＰからのＭＲ信号を受信及び収集する。

また、レファレンススキャン設定部１００は、被検体が載置された寝台３２の移動に応じて感度分布マップの存在領域の位置情報を修正し、同一の被検体Ｐの撮像中には修正した感度分布マップの存在領域の位置情報を保持及び記憶する。別の被検体が寝台３２に載置された等により、別の被検体Ｐの撮像が開始された場合、レファレンススキャン設定部１００は、前の被検体Ｐの感度分布マップの存在領域の位置情報を消去する。

マップ生成部１０２は、レファレンススキャンで収集されたＭＲ信号に基づいて、フェーズドアレイコイル内の各要素コイルの空間的な感度分布マップを生成する。

図３は、ＭＲ信号を受信する装着型のＲＦコイル装置の一例として、上半身用ＲＦコイル装置１４０の構成を示す平面模式図である。図に示すように、上半身用ＲＦコイル装置１４０は、ケーブル１２４と、コネクタ１２６と、カバー部材１４２とを有する。

カバー部材１４２は、可撓性を有する材料によって折り曲げ等の変形が可能に形成されている。このように変形可能な材料としては、例えば特開２００７−２２９００４号公報に記載の可撓性を有する回路基板（Flexible Printed Circuit）などを用いればよい。

カバー部材１４２における、図３内の横方向の破線の直線で２等分した上側半分の内部には、被検体Ｐの背面側に対応した例えば２０個の要素コイル（表面コイル）１４４が配設されている。ここでは一例として、背面側では、被検体Ｐの背骨の存在を考慮した感度向上の観点から、体軸付近に他の要素コイル１４４よりも小さい要素コイル１４４が配置される。カバー部材１４２を２等分した下側半分は、被検体Ｐの頭部、胸部及び腹部上に被さるように構成され、その内部には、被検体Ｐの前面側に対応した例えば２０個の要素コイル（表面コイル）１４６が配設されている。なお、図３において、要素コイル１４４は太線で示し、要素コイル１４６は破線で示す。

また、各要素コイル１４４、１４６は、カバー部材１４２内の増幅回路等を含む公知の回路構成によって、個別にケーブル１２４内の別々の配線に電気的に接続されている（図示せず）。コネクタ１２６がＭＲＩ装置２０の接続ポート（図示せず）に接続されると、各要素コイル１４４、１４６は、ケーブル１２４を介してＲＦ受信器４８に接続される。

また、上半身用ＲＦコイル装置１４０は、制御回路（図示せず）と、上半身用ＲＦコイル装置１４０の識別情報を記憶した記憶素子（図示せず）とをカバー部材１４２内に有する。コネクタ１２６がＭＲＩ装置２０の接続ポートに接続された場合、上半身用ＲＦコイル装置１４０の識別情報は、この制御回路からＭＲＩ装置２０内の配線を介してＭＰＵ８６に入力される。

図４は、図１のＲＦ受信器４８の詳細構成の一例を示すブロック図である。ここでは一例として、上半身用ＲＦコイル装置１４０と、ＭＲ信号を受信する装着型の下半身用ＲＦコイル装置１６０とが被検体Ｐに装着され、これらがフェーズドアレイコイルとして機能するものとする。下半身用ＲＦコイル装置１６０は、ＭＲ信号を受信する多数の要素コイル１６４（図では煩雑となるので６つのみ示す）を有する。

この場合、ＲＦコイル２８は、太線の四角枠で示す筒状の全身用コイルＷＢと、上半身用ＲＦコイル装置１４０の要素コイル１４４、１４６と、下半身用ＲＦコイル装置１６０の要素コイル１６４とを含む。要素コイル１４４、１４６、１６０は、ＭＲ信号の受信を担う。全身用コイルＷＢは、ガントリ内に配設され、ＲＦパルスの送信用及びＭＲ信号の受信が可能な送受信兼用コイルである。

ＲＦ受信器４８は、デュプレクサ（送受信切替器）１７４と、複数のアンプ１７６と、切替合成器１７８と、複数の受信系回路１８０とを備える。切替合成器１７８の入力側は、アンプ１７６を介して各要素コイル１４４、１４６、１６４に個別に接続されると共に、デュプレクサ１７４及びアンプ１７６を介して全身用コイルＷＢに個別に接続されている。また、各受信系回路１８０は、切替合成器１７８の出力側に個別に接続されている。

デュプレクサ１７４は、ＲＦ送信器４６から送信されるＲＦパルスを全身用コイルＷＢに与える。また、デュプレクサ１７４は、全身用コイルＷＢで受信されたＭＲ信号をアンプ１７６に入力し、このＭＲ信号は、アンプ１７６により増幅されて切替合成器１７８の入力側に与えられる。また、各要素コイル１４４、１４６、１６４で受信されたＭＲ信号は、それぞれ対応するアンプ１７６で増幅されて切替合成器１７８の入力側に与えられる。

切替合成器１７８は、受信系回路１８０の数に応じて、各要素コイル１４４、１４６、１６４及び全身用コイルＷＢから検出されるＭＲ信号の合成処理及び切換を行い、対応する受信系回路１８０に出力する。このようにしてＭＲＩ装置２０は、全身用コイルＷＢ及び所望の数の要素コイル１４４、１４６、１６４を用いて撮像領域に応じた感度分布を形成し、様々に設定される撮像領域からのＭＲ信号を受信する。

但し、要素コイル１４４、１４６、１６４を設けずに、全身用コイルＷＢのみでＭＲ信号を受信する構成も可能であるが、以下の説明では一例として、装着型のＲＦコイル装置を用いる例について説明する。また、切替合成器１７８を設けずに、要素コイル１４４、１４６、１６４や全身用コイルＷＢで受信されたＭＲ信号を受信系回路１８０に直接出力する構成としてもよい。さらに、より多くの要素コイルを広範囲に亘って配置してもよい。

なお、上記説明では、上半身用ＲＦコイル装置１４０及び下半身用ＲＦコイル装置１６０がＭＲＩ装置２０の一部であるとした。これは説明の便宜上にすぎず、上半身用ＲＦコイル装置１４０及び下半身用ＲＦコイル装置１６０は、ＭＲＩ装置２０とは別個として捉えてもよい。

図５は、本スキャンの撮像領域のどの領域に対してもレファレンススキャンを行っていない（感度分布マップが存在しない）場合における、レファレンススキャンの信号収集領域の算出方法の一例を示す説明図である。

図５（Ａ）は、患者座標系のサジタル断面Ｓａ１において設定されたパラレルイメージングの本スキャンの撮像領域Ｉｍ１を示す。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＡ１−Ａ１方向の横断面である患者座標系のアキシャル断面Ａｘ１における撮像領域Ｉｍ１を示す。図５（Ｃ）は、上記サジタル断面Ｓａ１においてレファレンススキャン設定部１００が自動設定するレファレンススキャンの信号収集領域Ｒｅ１を示す。図５（Ｄ）は、上記アキシャル断面Ａｘ１における信号収集領域Ｒｅ１を示す。

なお、本実施形態では一例として、上記患者座標系のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（図５（Ａ）、図５（Ｃ）参照）を以下のように定義する。被検体Ｐの左右方向をＸ軸方向とし、腹側を前、背中側を後ろとした被検体Ｐの前後方向をＹ軸方向とする。また、およそ背骨延在方向に頭を上、足を下とした被検体Ｐの上下方向をＺ軸方向とする。また、患者座標系のＸ−Ｙ平面をアキシャル面、患者座標系のＸ−Ｚ平面をコロナル面、患者座標系のＹ−Ｚ平面をサジタル面とする。

また、ここでは一例として、ＭＲＩ装置２０のガントリ内の磁場中心が装置座標系の原点であるものとし、患者座標系の原点と装置座標系の原点とが同じであるものとする。また、ここでは一例として、被検体Ｐは、その体軸方向が装置座標系のＺ軸方向に合致するように寝台３２上に載置されるものとする。即ち、Ｘ−Ｙ平面（アキシャル面）、Ｘ−Ｚ平面（コロナル面）、Ｙ−Ｚ平面（サジタル面）の面方向は、患者座標系と装置座標系とでそれぞれ合致するものとする。但し、以上は説明の簡単化のための一例にすぎず、患者座標系の装置座標系とで、Ｘ、Ｙ、Ｚの基準３軸の方向や原点を合致させる必要はない。

ここで、レファレンススキャンの信号収集領域の算出に際しては、「感度分布マップが存在する領域」を例えば以下のように取り扱う。即ち、レファレンススキャンを行った領域がある場合、当該領域に対する感度分布マップを未作成であっても、当該領域に対しては感度分布マップが生成済であるものとして、信号収集領域を算出する。当該領域からレファレンススキャンとしてＭＲ信号を収集済であれば、感度分布マップを未作成でも、後から生成できるからである。

但し、レファレンススキャンの実行直後に当該スキャンで収集したＭＲ信号により感度分布マップが生成される場合、実際にデータとして感度分布マップが存在する領域のみを「感度分布マップが存在する領域」として、レファレンススキャンの信号収集領域を算出してもよい。後述の図１２及び図１３のフローでは、そのような場合について説明する。

本スキャンの撮像領域Ｉｍ１のどの領域に対しても、レファレンススキャンを行った領域がなく、感度分布マップが存在しない場合、レファレンススキャン設定部１００は、撮像領域Ｉｍ１と同じ領域を「不足領域」として自動算出する。「不足領域」とは、同一の被検体に関して、本スキャンの撮像領域と対比して感度分布マップが不足する領域、の意味である。

「同一の被検体に関して」とは、当該被検体の前の撮像において感度分布マップが存在しても、当該感度分布マップは、別の被検体の撮像時において感度分布マップとして用いることはできない点からの制約の意味である。図５（Ａ）〜（Ｄ）に示すようにレファレンススキャン設定部１００は、この不足領域（図５の例では撮像領域Ｉｍ１と同じ領域になる）を、レファレンススキャンの信号収集領域Ｒｅ１として自動設定する。

ここで、レファレンススキャンで用いる要素コイルの組み合わせ方法がパラレルイメージングの本スキャンでの要素コイルの組み合わせ方法とは異なる場合、以下の問題が発生しうる。即ち、要素コイル同士のカップリング等の影響により、展開処理の実行時に折り返しアーチファクトが適切に消去されないおそれがある。そこで本実施形態では、レファレンススキャンの信号収集領域に対して、「本スキャンで用いる要素コイルの組み合わせ方法」と同じ組み合わせ方法により、ＭＲ信号の収集を行う。ここでの「組み合わせ方法」とは、例えば以下の条件により決定される組み合わせである。

即ち、（１）フェーズドアレイコイル内のどの要素コイルを選択するか、（２）各要素コイルをＱＤコイル(quadrature detection coil)として用いるのか、或いは、同位相の表面コイルとして用いるか、或いは、反位相の表面コイルとして用いるか、（３）どのようなチャンネル構成で各要素コイルをＲＦ受信器４８に接続するかの接続方法、などの条件である。
上記（１）の「選択」とは、選択した要素コイルにより受信されたＭＲ信号を、ＲＦ受信器４８によりデータとして収集すると共に感度分布マップの生成に用いる、という意味である。

また、上記（３）の「チャンネル」とは、フェーズドアレイコイルなどのＲＦコイル装置からそれぞれ出力され、ＲＦ受信器４８に入力されるまでの複数のアナログのＭＲ信号の各経路とする。具体的には、チャンネル数はＲＦ受信器４８の入力受付数以下に設定される。従って、各チャンネルで伝送され、ＲＦ受信器４８に１信号として入力されるアナログのＭＲ信号は、１の要素コイルのＭＲ信号のみで構成される場合もあるし、複数の要素コイルのＭＲ信号の合成信号の場合もある。即ち、フェーズドアレイコイル内に例えば２０個の要素コイルが配置されているところ、ＲＦ受信器４８側に３チャンネルしかない場合、ＲＦ受信器４８にどの要素コイルを接続するかにより、要素コイルが選択される。

また、上記の例では「不足領域」をレファレンススキャンの信号収集領域Ｒｅ１として自動設定するが、「不足領域を若干拡張した領域」をレファレンススキャンの信号収集領域として自動設定してもよい。ここでの「若干拡張した」とは、レファレンススキャンで用いられる要素コイルの受信感度が及ぶ範囲内であって、不足領域を包含する範囲であり、被検体外の領域が感度分布マップの外縁に含まれる程度に広いことが好ましい。

被検体外の領域が含まれることが好ましい理由は以下である。即ち、被検体外は空気であってＭＲ信号の強度が低く、そのような被検体外の領域を感度分布マップに含めることで被検体Ｐの外縁の情報が得られ、どういった境界線から外側のＭＲ信号を本スキャンにおいて無視してよいのかの情報が得られる。
また、上記の「受信感度が及ぶ範囲」とは例えば、当該範囲内から発せられたＭＲ信号であれば、診断上問題のない画質となる程度の感度でＭＲ信号を受信できる範囲、という意味である。

図６は、本スキャンの撮像領域の一部の領域に対して、感度分布マップが存在する場合における、レファレンススキャンの信号収集領域の算出方法の一例を示す説明図である。但し、前述のように、撮像領域Ｉｍ２の一部にレファレンススキャンを実行済であるものの、当該レファレンススキャンで得られたＭＲ信号に基づく感度分布マップを未生成である場合も図６は含む。

図６（Ａ）は、患者座標系のサジタル断面Ｓａ２において設定されたパラレルイメージングの本スキャンの撮像領域Ｉｍ２を点線枠で示し、感度分布マップが存在する領域（レファレンススキャンを実行済の領域）２００を一点鎖線の枠で示す。この例では、サジタル断面における撮像領域Ｉｍ２のおよそ右半分は、感度分布マップが存在する領域２００となっている。

図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＡ２−Ａ２方向の横断面である患者座標系のアキシャル断面Ａｘ２における撮像領域Ｉｍ２を点線枠で示す。

図６（Ｃ）は、上記サジタル断面Ｓａ２においてレファレンススキャン設定部１００が自動設定するレファレンススキャンの信号収集領域Ｒｅ２を斜線で示し、レファレンススキャンを実行済の領域２００を一点鎖線の枠で示す。
図６（Ｄ）は、上記アキシャル断面Ａｘ２における信号収集領域Ｒｅ２を点線枠で示す。

図６の場合、レファレンススキャン設定部１００は、撮像領域Ｉｍ２から、感度分布マップが存在する領域２００を除外した領域を不足領域として自動算出し、この不足領域を、レファレンススキャンの信号収集領域Ｒｅ２として自動設定する（図６（Ａ）〜（Ｄ）参照）。図６の例では、サジタル断面における不足領域（信号収集領域Ｒｅ２）は、撮像領域Ｉｍ２のおよそ左半分となっている。
但し、前述のように、撮像領域Ｉｍ２の一部にレファレンススキャンを実行済であるものの、当該スキャンに基づく感度分布マップを未生成である場合、レファレンススキャン設定部１００は、レファレンススキャンを実行済の領域２００を撮像領域Ｉｍ２から差し引いた領域を、信号収集領域Ｒｅ２として自動設定する。

図７は、寝台移動を伴う場合における、レファレンススキャンの信号収集領域の算出方法の一例を患者座標系及び装置座標系のサジタル断面で示す説明図である。一般に、例えばガントリ中心付近であって、装置座標系において固定位置である磁場中心付近において撮像すれば、画像が最も綺麗になる。そこで、毎回の本スキャンの撮像領域が磁場中心を含むように、寝台３２の移動の都度、本スキャンの撮像領域を設定することが望ましい。

図７の上側では、寝台３２の移動前において設定された本スキャンの撮像領域Ｉｍ３を実線枠で示す。また、図７の上側では、図５で述べた手法により、撮像領域Ｉｍ３に対して自動設定されたレファレンススキャンの信号収集領域Ｒｅ３を点線枠で示す。図７の例では、撮像領域Ｉｍ３及び信号収集領域Ｒｅ３は同一である。ここでは一例として、本スキャンの撮像領域、及び、レファレンススキャンの信号収集領域は、直方体状の領域であり、その全８頂点の装置座標系での各座標によって範囲（位置情報）が定められているものと仮定する。

上記仮定の下、信号収集領域Ｒｅ３に対するレファレンススキャン、及び、撮像領域Ｉｍ３に対する本スキャンが終了後、装置座標系のＺ軸方向にΔＺだけ、寝台３２が移動した場合を考える。この場合、レファレンススキャン設定部１００は、記憶しているレファレンススキャンの信号収集領域Ｒｅ３の位置情報を、寝台３２の移動に連動して修正する。

ここでは一例として、レファレンススキャン設定部１００は、信号収集領域Ｒｅ３の全頂点の装置座標系での各Ｚ座標値を、ΔＺだけずらす。なお、レファレンススキャンを実行済の信号収集領域の位置情報、及び、既に感度分布マップが存在する領域の位置情報については、上記のように装置座標系だけで考えればよい。但し、これらの領域については、患者座標系に座標換算して計算してもよい。

図７の下側では、上記のように寝台３２の移動後に修正された信号収集領域Ｒｅ３を点線枠で示す。図７の下側では、寝台３２の移動後において新たに設定された別の本スキャンの撮像領域Ｉｍ４を一点鎖線の枠で示す。この場合、レファレンススキャン設定部１００は、図６で述べた手法と同様にして、撮像領域Ｉｍ４に対するレファレンススキャンの信号収集領域Ｒｅ４を自動算出及び自動設定する。図７の例では、撮像領域Ｉｍ４のおよそ３／４が信号収集領域Ｒｅ４となっている。

即ち、レファレンススキャン設定部１００は、本スキャンの撮像領域Ｉｍ４と、レファレンススキャンを実行済の信号収集領域Ｒｅ３との重複領域を自動算出し、撮像領域Ｉｍ４から当該重複領域を差し引いた領域をレファレンススキャンの信号収集領域Ｒｅ４として自動設定する。

このように本実施形態のパラレルイメージングでは、寝台移動によってステーションが移動した場合、感度分布マップが重複しないようにする。即ち、感度分布マップが存在する領域又はレファレンススキャンを実行済の領域と、本スキャンの撮像領域とから判断して不足となる範囲に対してのみ、レファレンススキャンを実行する。但し、本実施形態では一例として、感度分布マップの不足領域があっても、既に作成済の感度分布マップから当該不足領域の感度分布マップを補間可能であれば、当該不足領域に対するレファレンススキャンを行わない。

図８は、感度分布マップが存在しない領域に対して、既に存在する感度分布マップから補間により感度分布マップを生成する手法の一例を示す説明図である。感度分布マップは、例えば３次元的な範囲に対するボリュームデータとして構成されるが、ここでは説明の簡単化のため、２次元で考える。この場合、感度分布マップは例えば、各々の空間位置に対応する各々の画素が、ＭＲ信号の受信感度に応じた画素値を有する画像データである。

図８（Ａ）は補間前の感度分布マップを示し、図８（Ｂ）は補間後の感度分布マップを示す。図８（Ａ）、（Ｂ）において、ＭＲ信号の受信感度が高い位置に対応する画素、即ち、画素値が大きい画素ほど白く示し、ＭＲ信号の受信感度が低い位置に対応する画素ほど黒く示す。図８（Ａ）において、それぞれ１６個の画素からなる斜線領域２１０、２１２は、感度分布マップが存在しない領域である。

マップ生成部１０２は、図８（Ａ）の斜線領域２１０の隣接領域の感度分布マップに基づいて、例えば距離の線形補間や距離の非線形補間などの補間手法により（特許文献２参照）、斜線領域２１０、２１２の感度分布マップを補間可能か否かについて判定する。補間可能と判定された場合、マップ生成部１０２は、斜線領域２１０、２１２の感度分布マップを補間により生成する。図８（Ｂ）は、この状態を示す。

また、本実施形態では、本スキャンの撮像領域から十分な受信感度でＭＲ信号を受信できる位置に要素コイルが存在しない場合、その旨を通知し、レファレンススキャン及び本スキャンを実行しない。

図９は、被検体Ｐに装着されたフェーズドアレイコイル内の各要素コイルと、本スキャンの撮像領域との位置関係の一例を患者座標系及び装置座標系のサジタル断面で示す説明図である。ここでは一例として、要素コイル１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃ、１４４ｄ、１４４ｅが被検体Ｐの背面側に配置され、要素コイル１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃ、１４６ｄ、１４６ｅが被検体Ｐの前面側に配置されている。

図９において、要素コイル１４４ａを中心に含む実線の楕円は、要素コイル１４４ａの受信感度が及ぶ範囲を示す。「受信感度が及ぶ範囲」の意味は前述同様である。

同様に、要素コイル１４６ｂ、１４４ｃ、１４６ｄ、１４４ｅを中心に含む実線の各楕円は、それぞれ、要素コイル１４６ｂ、１４４ｃ、１４６ｄ、１４４ｅの受信感度が及ぶ範囲を示す。同様に、要素コイル１４６ａ、１４４ｂ、１４６ｃ、１４４ｄ、１４６ｅを中心に含む点線の各楕円は、それぞれ、要素コイル１４６ａ、１４４ｂ、１４６ｃ、１４４ｄ、１４６ｅの受信感度が及ぶ範囲を示す。

図９で配置されている要素コイル１４４ａ〜１４４ｅ、１４６ａ〜１４６ｅの受信感度が及ぶ範囲は、設定された本スキャンの撮像領域Ｉｍ５の一部をカバーしているものの、撮像領域Ｉｍ５全体をカバーできていない。この場合、レファレンススキャン設定部１００は、本スキャンの撮像領域に対応する要素コイルが存在しない旨を通知し、ＭＲＩ装置２０はレファレンススキャン及び本スキャンを実行しない。

図１０は、本スキャンの撮像領域に対応する要素コイルが存在しない場合の通知の表示の一例を示す模式図である。この場合、表示装置６４には、「現在装着中のフェーズドアレイコイルでは、設定された本スキャンの全撮像領域をカバーできない旨」の文字的情報が、現在設定されている本スキャンの撮像領域の範囲と共に表示される。

図１１は、本スキャンで用いる要素コイルの選択方法の一例を患者座標系及び装置座標系のサジタル断面で示す説明図である。ここでの「選択」とは、選択した要素コイルにより受信されたＭＲ信号を画像再構成に用いる、という意味である。図１１において、要素コイル１４４ａ〜１４４ｅ、１４６ａ〜１４６ｅを内蔵したフェーズドアレイコイルが図９と同様に被検体Ｐ装着されている。また、要素コイル１４４ｂ、１４６ｂの受信感度が及ぶ範囲において、本スキャンの撮像領域Ｉｍ６が設定されている。

ここで、要素コイル１４４ａ、１４６ａを第１セクション、要素コイル１４４ｂ、１４６ｂを第２セクション、要素コイル１４４ｃ、１４６ｃを第３セクション、要素コイル１４４ｄ、１４６ｄを第４セクション、要素コイル１４４ｅ、１４６ｅを第５セクションとする。

上記前提の下で撮像領域Ｉｍ６が設定された場合、ＭＰＵ８６は、撮像領域Ｉｍ６の位置に応じた最適な要素コイルを本スキャンでのＭＲ信号の収集用に自動選択する。即ち、ＭＰＵ８６は、撮像領域Ｉｍ６をカバーする最小範囲である第２セクションのみを本スキャン用に選択する。選択されなかった第１セクション及び第３〜第５セクションの要素コイルで受信されるＭＲ信号は、収集されない（ＲＦ受信器４８に入力されない）。

また、レファレンススキャン設定部１００は、レファレンススキャンの信号収集領域として、上記撮像領域Ｉｍ６と同じ領域を自動設定する。従来技術との違いは、本実施形態では、レファレンススキャンの信号収集領域を最適化している点にある。即ち、本実施形態では、本スキャンの撮像領域と対比した不足領域のみ（又は不足領域を若干拡張した領域）にレファレンススキャンを実行するので、例えば寝台移動後における本スキャンの撮像領域の追加の都度、レファレンススキャンを新たに行う場合が生じる。

一方、従来技術では、本スキャンの撮像領域の位置に拘らず、図１１の全要素コイル１４４ａ〜１４４ｅ、１４６ａ〜１４６ｅの感度が及ぶ全範囲に対して一律的にレファレンススキャンを始めに実行し、感度分布マップを生成していた。この場合、レファレンススキャンは１回だけで済むが、レファレンススキャンが同じ領域に大幅に重複して実行されるおそれや、不要な領域にまでレファレンススキャンが実行される問題がある。

（本実施形態の動作説明）
図１２は、本実施形態におけるＭＲＩ装置２０の動作の流れの一例の前半を示すフローチャートであり、図１３は、その後半の流れを示すフローチャートである。以下、前述した各図を適宜参照しながら、図１２及び図１３に示すステップ番号に従って、ＭＲＩ装置２０の動作を説明する。

［ステップＳ１］ＭＰＵ８６（図２参照）は、入力装置６２を介してＭＲＩ装置２０に入力された撮像条件に基づいて、ＭＲＩ装置２０の初期設定を行う。ここでは一例として、パラレルイメージングが撮像条件の一部として入力設定され、高速化率等のパラメータが入力設定されるものとする。また、フェーズドアレイコイルが装着された被検体Ｐが寝台３２上に載置される（図３、図４参照）。この後、プレスキャンなどによってＲＦパルスの中心周波数等が設定される。

また、ＭＲＩ装置２０は、特開２０１０−２５９７７７号公報などに記載のコイル位置計測シーケンスを実行し、ＭＰＵ８６は、フェーズドアレイコイルの各要素コイル毎に被検体Ｐとの相対的位置を算出する。例えば全身用コイルＷＢからＲＦパルスを送信後、各要素コイルからＭＲ信号を収集し、これらＭＲ信号に基づいてコイル位置決め用プロファイルデータを生成し、プロファイルデータに基づいて各要素コイルの位置を算出する。この後、ステップＳ２に進む。

［ステップＳ２］シーケンスコントローラ５６は、ＭＰＵ８６の指令に従って寝台駆動装置５０（図１参照）を制御することで、装置座標系のＺ軸方向に沿って寝台３２を第１ステーションの位置に移動させる。ＭＰＵ８６は、ＭＲＩ装置２０の各部を制御して、第１ステーションにおける位置決め画像の撮像を実行させる。

具体的には、静磁場電源４０により励磁された静磁場磁石２２によって撮像空間に静磁場が形成される。また、シムコイル電源４２からシムコイル２４に電流が供給されて、撮像空間に形成された静磁場が均一化される。そして、ＭＰＵ８６は、パルスシーケンスを含む撮像条件をシーケンスコントローラ５６に入力する。シーケンスコントローラ５６は、入力されたパルスシーケンスに従って傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６及びＲＦ受信器４８を駆動させることで、被検体Ｐの撮像部位が含まれる撮像領域に傾斜磁場を形成させると共に、ＲＦコイル２８からＲＦパルスを発生させる。

このため、被検体Ｐの内部の核磁気共鳴により生じたＭＲ信号がＲＦコイル２８により受信されて、ＲＦ受信器４８により検出される。ＲＦ受信器４８は、検出したＭＲ信号に所定の信号処理を施した後、これをＡ／Ｄ変換することで、デジタル化したＭＲ信号である生データを生成する。ＲＦ受信器４８は、生成した生データをシーケンスコントローラ５６に入力する。シーケンスコントローラ５６は、生データを画像再構成部９０に入力し、画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において、生データをｋ空間データとして配置する。

画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２からｋ空間データを取り込み、これにフーリエ変換を含む画像再構成処理を施すことで画像データを再構成し、得られた画像データを画像データベース９４に保存する。画像処理部９６は、画像データベース９４から画像データを取り込み、これに所定の画像処理を施すことで２次元の表示用画像データを生成し、この表示用画像データを記憶装置６６に保存する。この後、ステップＳ３に進む。

［ステップＳ３］表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の指令に従って第１ステーションの位置決め画像の表示用画像データを表示装置６４に入力し、表示装置６４に位置決め画像を表示させる。そして、第１ステーションの本スキャンの撮像条件のプランニングが行われる。即ち、表示される位置決め画像に基づいて、撮像領域などの撮像条件の一部が入力装置６２に対する操作者の入力によって設定される。

ＭＰＵ８６は、入力された撮像条件に従って、第１ステーションの本スキャンの撮像条件を自動設定する。このとき、本スキャンで用いる要素コイルの選択方法については、図１１を用いて前述した通りである。この後、ステップＳ４に進む。

［ステップＳ４］レファレンススキャン設定部１００は、ステップＳ１で算出された被検体Ｐと各要素コイルとの相対的位置と、（例えば装置座標系での）撮像領域の位置情報とをＭＰＵ８６から取得する。レファレンススキャン設定部１００は、これら取得した情報に基づいて、第１ステーションの本スキャンの全撮像領域に対応する要素コイルが存在するか否かを判定する（図９参照）。

換言すれば、被検体Ｐに装着されたフェーズドアレイコイル内の全部又は一部の要素コイルによって、本スキャンの全撮像領域をカバーできるか否かが判定される。ここでの「対応する」及び「カバーできる」とは、要素コイルの受信感度が及ぶ範囲内に全撮像領域が含まれる、という意味である。「受信感度が及ぶ範囲」の意味は前述同様である。

全部又は一部の要素コイルによって本スキャンの全撮像領域をカバーできる場合、レファレンススキャン設定部１００及びＭＰＵ８６はステップＳ６に処理を移行する。そうではない場合、レファレンススキャン設定部１００及びＭＰＵ８６はステップＳ５に処理を移行する。

［ステップＳ５］レファレンススキャン設定部１００は、表示制御部９８を制御することで、「現在装着中のフェーズドアレイコイルでは、設定された第１ステーションの本スキャンの全撮像領域をカバーできない旨」を表示装置６４に例えば文字的に表示させる（図１０参照）。これにより、レファレンススキャン設定部１００は、本スキャンの全撮像領域に対応する要素コイルが存在しないことを操作者に通知する。

この場合、レファレンススキャン設定部１００及びＭＰＵ８６は、ステップＳ３に処理を戻す。即ち、第１ステーションでの本スキャンのプランニングが再実行される。

［ステップＳ６］レファレンススキャン設定部１００は、同一の被検体の撮像中において、感度分布マップ及びその存在領域の位置情報を記憶及び保持する。従って、ステップＳ１の前のシーケンスにおいて、ステップＳ１以降のパラレルイメージングで撮像中の被検体Ｐと同一の被検体Ｐに対して感度分布マップを生成済であれば、当該感度分布マップを以下の判定に用いる。

レファレンススキャン設定部１００は、第１ステーションの本スキャンの全撮像領域に対して、感度分布マップが存在するか或いは不足領域があるかを判定する。不足領域が無い場合（感度分布マップが足りる場合）、レファレンススキャン設定部１００及びＭＰＵ８６は、ステップＳ１０に処理を移行する。

不足領域がある場合、レファレンススキャン設定部１００は、本スキャンの全撮像領域と、感度分布マップが存在する領域との重複領域を、本スキャンの全撮像領域から除外することで、不足領域を自動算出する。この場合、レファレンススキャン設定部１００及びＭＰＵ８６は、ステップＳ７に処理を移行する。

［ステップＳ７］レファレンススキャン設定部１００は、感度分布マップの不足領域全体に対して補間により感度分布マップを生成可能か否かについて、判定する（図８参照）。

不足領域全体をその周囲の領域の感度分布マップから補間可能である場合、レファレンススキャン設定部１００及びＭＰＵ８６は、ステップＳ１０に処理を移行する（この場合、第１ステーションではレファレンススキャンは実行されない）。不足領域全体を補間可能ではない場合、レファレンススキャン設定部１００及びＭＰＵ８６は、ステップＳ８に処理を移行する。

［ステップＳ８］レファレンススキャン設定部１００は、ステップＳ６で自動算出した感度分布マップの不足領域を、レファレンススキャンの信号収集領域として自動設定する（図５及び図６参照）。ここでは一例として「不足領域」のみをレファレンススキャンの信号収集領域として自動設定するが、前述のように「不足領域を若干拡張した領域」をレファレンススキャンの信号収集領域として自動設定してもよい。

また、レファレンススキャン設定部１００は、ＭＡＴＲＩＸ（位相エンコード方向及び読み出し方向の各ステップ数）、ＦＯＶ、スライス枚数、スライス厚、ＧＡＰ（スライス間の間隔）等の各パラメータを調整することで、レファレンススキャンのパルスシーケンスを自動設定する。

また、レファレンススキャン設定部１００は、不足領域に対する感度分布マップを生成するＭＲ信号を受信できるように、レファレンススキャンでのＭＲ信号の収集に用いる要素コイルの組み合わせ方法を自動設定する。即ち、レファレンススキャン設定部１００は、前述のように、「第１ステーションでの本スキャンで用いる要素コイルの組み合わせ方法」と同じ組み合わせ方法により、レファレンススキャンのＭＲ信号が収集されるように設定する。

例えばレファレンススキャンのスライス枚数が所定値（例えばアキシャル断面２０枚）で初期設定されており、スライス厚を所定値で変えない場合を考える。この場合、レファレンススキャン設定部１００は例えば、信号収集領域が狭ければ枚数を減らし、信号収集領域が広ければスライス枚数を増やすことで、ＧＡＰが大きく変わらないようにする。

或いは、スライス枚数が固定の場合、レファレンススキャン設定部１００は、信号収集領域が広ければスライス厚を厚くすることにより、１スライスでＭＲ信号を収集可能な範囲を広げ、信号収集領域が狭ければスライス厚を小さくする。以上のようにしてスライス枚数、スライス厚が決まれば、信号収集領域の範囲によって、ＧＡＰも決まる。

また、他の条件を変えない場合、信号収集領域が広いほど、ＭＲ信号の収集範囲が広くなって、レファレンススキャンに要する時間が長くなる。そこで、レファレンススキャン設定部１００、信号収集領域が広い場合にはＭＡＴＲＩＸを例えば６４×６４程度に粗くし、信号収集領域が狭ければＭＡＴＲＩＸを例えば２５６×２５６位に細かくすることで、レファレンススキャンに要する時間をおよそ一定にする。

レファレンススキャン設定部１００は、以上のように自動設定したレファレンススキャンの各条件をＭＰＵ８６に入力する。この後、ステップＳ９に進む。

［ステップＳ９］ＭＰＵ８６は、ステップＳ８で入力された条件に従ってＭＲＩ装置２０の各部を制御して、レファレンススキャンを実行させる。即ち、ＲＦコイル２８からＲＦパルスが送信され、信号収集領域内における被検体Ｐの核磁気共鳴によって生じたＭＲ信号が、レファレンススキャン用に選択された要素コイルで検出され、ＲＦ受信器４８に入力される。このようにして収集されるレファレンススキャンとしてのＭＲ信号は、シーケンスコントローラ５６経由で画像再構成部９０内のｋ空間データベース９２に配列及び記録される。

マップ生成部１０２は、ｋ空間データベース９２に配列されたレファレンススキャンのＭＲ信号のデータを取得し、取得したデータに基づいて、レファレンススキャンの信号収集領域内の各要素コイルの感度分布マップを生成する。この後、ステップＳ１０に進む。

［ステップＳ１０］ＭＰＵ８６は、ステップＳ３で設定された第１ステーションでの本スキャンの撮像条件に基づいて、ＭＲＩ装置２０に本スキャンを実行させる。具体的には、ＭＰＵ８６は、高速化率等に応じて位相エンコード方向ステップ数を間引いたパラレルイメージングのパルスシーケンスをシーケンスコントローラ５６に入力する。そして、位置決め画像の撮像時と同様にして撮像空間に静磁場が形成され、シムコイル２４により静磁場が均一化される。

シーケンスコントローラ５６は、ＭＰＵ８６から入力されたパルスシーケンスに従って傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６等を駆動させることで、撮像領域に傾斜磁場を形成させると共に、ＲＦコイル２８からＲＦパルスを発生させる。これにより生じた撮像領域内のＭＲ信号がＲＦコイル２８により受信され、ＲＦ受信器４８により検出される。

ＲＦ受信器４８は、検出したＭＲ信号に所定の信号処理を施すことで生成した生データをシーケンスコントローラ５６に入力する。シーケンスコントローラ５６は、生データを画像再構成部９０に入力し、画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２内のｋ空間に生データをｋ空間データとして配置する。この後、図１３のステップＳ１１に進む。

［ステップＳ１１］シーケンスコントローラ５６は、ＭＰＵ８６の指令に従って寝台駆動装置５０（図１参照）を制御することで、装置座標系のＺ軸方向に沿って寝台３２を第２ステーションの位置に移動させる。

このときの寝台３２の移動方向及び移動量に従って、レファレンススキャン設定部１００は、ステップＳ９で生成した感度分布マップの存在領域の位置情報を修正する。ステップＳ１以前に同一の被検体Ｐについて生成済の感度分布マップが存在する場合、当該ステップＳ１以前に生成済みの感度分布マップの存在領域の位置情報を修正する。この修正方法については、図７を用いて前述した通りである。この後、ステップＳ１２に進む。

［ステップＳ１２］ＭＰＵ８６は、ステップＳ２と同様にしてＭＲＩ装置２０の各部を制御して、第２ステーションにおける位置決め画像の撮像を実行させる。この後、ステップＳ１３に進む。

［ステップＳ１３］ステップＳ３と同様にして、第２ステーションにおける位置決め画像が表示され、操作者による第２ステーションの本スキャンの撮像条件のプランニングが行われる。そして、ＭＰＵ８６は、入力設定された条件に従って、第２ステーションの本スキャンの撮像条件を自動設定する。この後、ステップＳ１４に進む。

［ステップＳ１４］レファレンススキャン設定部１００は、（例えば装置座標系での）第２ステーションでの本スキャンの撮像領域の位置情報をＭＰＵ８６から取得する。レファレンススキャン設定部１００は、取得した撮像領域と、ステップＳ１で算出された被検体Ｐと各要素コイルとの相対的位置に基づいて、第２ステーションの本スキャンの全撮像領域に対応する要素コイルが存在するか否かを判定する。この判定方法はステップＳ４と同様である。

全部又は一部の要素コイルによって本スキャンの全撮像領域をカバーできる場合、レファレンススキャン設定部１００及びＭＰＵ８６はステップＳ１６に処理を移行する。そうではない場合、レファレンススキャン設定部１００及びＭＰＵ８６はステップＳ１５に処理を移行する。

［ステップＳ１５］レファレンススキャン設定部１００は、ステップＳ５と同様にして警告を表示装置６４に表示させる。そして、レファレンススキャン設定部１００及びＭＰＵ８６はステップＳ１３に処理を戻す。

［ステップＳ１６］レファレンススキャン設定部１００は、第２ステーションの本スキャンの全撮像領域に対して、感度分布マップが存在するか否か（不足領域があるか否か）を判定する。不足領域が全くない場合、レファレンススキャン設定部１００及びＭＰＵ８６は、ステップＳ２０に処理を移行する。

不足領域がある場合、レファレンススキャン設定部１００は、第２ステーションの本スキャンの全撮像領域と、感度分布マップが存在領域との重複領域を、本スキャンの全撮像領域から差し引くことで、不足領域を自動算出する。この場合、レファレンススキャン設定部１００及びＭＰＵ８６は、ステップＳ１７に処理を移行する。

［ステップＳ１７］レファレンススキャン設定部１００は、感度分布マップの不足領域全体に対して補間により感度分布マップを生成可能か否かについて、ステップＳ７と同様に判定する。不足領域全体を補間可能である場合、レファレンススキャン設定部１００及びＭＰＵ８６は、ステップＳ２０に処理を移行する。そうではない場合、レファレンススキャン設定部１００及びＭＰＵ８６は、ステップＳ１８に処理を移行する。

［ステップＳ１８］レファレンススキャン設定部１００は、ステップＳ１６で算出した感度分布マップの不足領域をレファレンススキャンの信号収集領域として自動設定する。ここでは一例として「不足領域」のみをレファレンススキャンの信号収集領域として自動設定するが、前述のように「不足領域を若干拡張した領域」をレファレンススキャンの信号収集領域として自動設定してもよい。

また、レファレンススキャン設定部１００は、ステップＳ８と同様にして、レファレンススキャンの条件を自動設定し、設定したレファレンススキャンの各条件をＭＰＵ８６に入力する。この後、ステップＳ１９に進む。

［ステップＳ１９］ステップＳ９と同様にして、ＭＰＵ８６は、ステップＳ１８で入力された条件に従ってレファレンススキャンをＭＲＩ装置２０に実行させる。また、マップ生成部１０２は、このステップＳ１９のレファレンススキャンでの収集されたＭＲ信号に基づいて、不足領域に対する感度分布マップを前述同様に生成する。この後、ステップＳ２０に進む。

［ステップＳ２０］ＭＰＵ８６は、ステップＳ１０と同様にして、ステップＳ１３で設定された第２ステーションでの本スキャンの撮像条件に基づいて、ＭＲＩ装置２０に本スキャンを実行させる。この後、ステップＳ２１に進む。

［ステップＳ２１］画像再構成部９０は、第１及び第２ステーションの本スキャンの全撮像領域に対応する感度分布マップをマップ生成部１０２から取得する。ステップＳ９又はステップＳ１９の少なくとも一方でレファレンススキャンが実行された場合、ここで取得する感度分布マップには、ステップＳ９又はステップＳ１９で生成された不足領域に対する感度分布マップも含まれる。

また、画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２からｋ空間データを取り込む。画像再構成部９０は、フーリエ変換を含むパラレルイメージングの画像再構成処理を施すことで、第１及び第２ステーションの本スキャンの画像データを再構成する。

この画像再構成処理において、画像再構成部９０は、例えば展開処理用の逆変換マトリクスを感度分布マップに基づいて生成後、逆変換マトリクスを用いた展開処理により、前述の折り返しアーチファクトを補償する（例えば特許文献１の段落［００９５］以下や、特許文献３参照）。即ち、感度分布マップに応じた展開処理によって折り返しアーチファクトがほぼ消去される。

画像再構成部９０は、生成した画像データを画像データベース９４に保存する。画像処理部９６は、画像データベース９４から画像データを取り込み、これに所定の画像処理を施すことで２次元の表示用画像データを生成し、この表示用画像データを記憶装置６６に保存する。表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の指令に従って表示用画像データを記憶装置６６から取得し、第１及び第２ステーションの本スキャンの表示用画像データを画像として表示装置６４に表示させる。

なお、前述のように、レファレンススキャン設定部１００は、同一の被検体の撮像中において、感度分布マップ及びその存在領域の位置情報を記憶及び保持する。しかし、レファレンススキャン設定部１００は、別の前記被検体が寝台３２に載置された場合（即ち、別の被検体の撮像準備が開始された場合）には、感度分布マップ及びその位置情報を消去する。また、レファレンススキャン設定部１００は、ＭＲＩ装置２０の電源がオフされた場合、感度分布マップ及びその位置情報を消去する。

従って、この後、同一の被検体Ｐのパラレルイメージングが続行される場合には、記憶している感度分布マップ及びその位置情報が用いられるが、別の被検体Ｐの撮像の際には、レファレンススキャン設定部１００は、記憶している感度分布マップ及びその位置情報を消去する（当該「別の被検体」用に新たにレファレンススキャンが行われ、感度分布マップが生成される）。以上が本実施形態のＭＲＩ装置２０の動作説明である。

（本実施形態の効果）
このように本実施形態では、パラレルイメージングのレファレンススキャンの条件を自動設定するので（ステップＳ８、Ｓ１８）、操作者はレファレンススキャンを意識する必要がない。即ち、操作性の負担を軽減できる。

また、既に感度分布マップが存在する領域は、レファレンススキャンの信号収集領域から除外される。即ち、既に感度分布マップが存在する領域と重複しないように、且つ、本スキャンの撮像領域のみをカバーするように、レファレンススキャン設定部１００はレファレンススキャンの信号収集領域を自動設定する。このため、同じ領域に重複してレファレンススキャンが実行されることはない。従って、不要な領域も含めて一律的にレファレンススキャンを実行することで広範囲の感度分布マップをする従来手法と比べて、不要なスキャンに時間をとられることはなく、記憶スペースを不要に占有することもない。

さらに、既に存在する感度分布マップから不足領域を補間可能な場合、補間により不足領域の感度分布マップを生成し、当該不足領域に対するレファレンススキャンを実行しない。以上のように、本実施形態では必要最低限の領域のみをレファレンススキャンの信号収集領域とするので、撮像時間を短縮できる上に、消費電力及びＳＡＲを低減できる。なお、上記ＳＡＲは、比吸収率(Specific Absorption Ratio)、即ち、生体組織１ｋｇに吸収されるＲＦパルスのエネルギーを意味する。

また、レファレンススキャン設定部１００は、同一被検体の撮像中において、感度分布マップの位置情報を保持及び記憶すると共に寝台移動に応じて感度分布マップの位置情報を修正する。従って、寝台移動を伴うパラレルイメージングに問題なく対応できる。

以上説明した実施形態によれば、ＭＲＩにおいて、操作者がレファレンススキャンの信号収集領域を意識せずにパラレルイメージングの撮像条件を設定可能にすることができる。

（実施形態の補足事項）
［１］レファレンススキャンを実行後の感度分布マップの生成処理の実行タイミングは、画像再構成前であればよい。即ち、感度分布マップの生成処理の実行タイミングは、本スキャンの実行前でも実行後でもよい。上記実施形態では、ステップＳ９及びＳ１９のレファレンススキャンの実行直後において、当該レファレンススキャンで収集したＭＲ信号の範囲に対応する感度分布マップを生成するが、これは一例にすぎない。本スキャン後であるステップＳ２１において画像再構成前に感度分布マップを生成してもよい。

本スキャン後に感度分布マップの生成処理を行う場合、ステップＳ６及びＳ１６における感度分布マップの不足領域の算出に際しては、前述の理由から、以下のようにすることが望ましい。即ち、レファレンススキャンを行った領域がある場合、当該領域に対する感度分布マップを未作成であっても、当該領域に対しては感度分布マップが生成済であるものとして、レファレンススキャン設定部１００は感度分布マップの不足領域及びレファレンススキャンの信号収集領域を算出する。

［２］感度分布マップの不足領域の全体に対して補間可能ではない場合、不足領域の一部に対して補間可能か否かに拘らず、不足領域の全体に対してレファレンススキャンを行う例を述べた（ステップＳ７、Ｓ８）。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。

感度分布マップの不足領域の一部に対して補間可能である場合、ステップＳ８の処理内容を以下のように変更してもよい。即ち、レファレンススキャン設定部１００は、感度分布マップの不足領域の少なくとも一部を補間可能であるか否かについて、ステップＳＳ７及びＳ１７で判定する。マップ生成部１０２は、不足領域の内の補間可能な領域に対して補間によって感度分布マップを生成する。また、ステップＳ８及びＳ１８でレファレンススキャン設定部１００は、感度分布マップの不足領域から、補間可能な領域を差し引いた領域を、レファレンススキャンの信号収集領域として自動算出及び自動設定する。

［３］静磁場磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイルユニット２６、ＲＦコイル２８が含まれるガントリの外にＲＦ受信器４８が存在する例を述べたが（図１参照）、ＲＦ受信器４８がガントリ内に含まれる態様でもよい。具体的には例えば、ＲＦ受信器４８に相当する電子回路基盤をガントリ内に配設する。そして、受信用ＲＦコイルによって電磁波からアナログの電気信号に変換されたＭＲ信号を、当該電子回路基盤内のプリアンプによって増幅し、デジタル信号としてガントリ外に出力し、シーケンスコントローラ５６に入力してもよい。ガントリ外への出力に際しては、例えば光通信ケーブルを用いて光デジタル信号として送信すれば、外部ノイズの影響が軽減されるので、望ましい。

［４］請求項の用語と実施形態との対応関係を説明する。なお、以下に示す対応関係は、参考のために示した一解釈であり、本発明を限定するものではない。

静磁場磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイル２６、ＲＦコイル２８、制御装置３０の全体（図１参照）が、静磁場、傾斜磁場及びＲＦパルスを印加することで、本スキャンとして被検体ＰからＭＲ信号を受信及び収集する構成は、請求項記載の本スキャン実行部の一例である。

静磁場磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイル２６、ＲＦコイル２８、制御装置３０の全体が、レファレンススキャンとして要素コイルを介して被検体ＰからのＭＲ信号を収集する機能は、請求項記載のレファレンススキャン実行部の一例である。

感度分布マップを生成するマップ生成部１０２、及び、本スキャンで収集されたＭＲ信号や感度分布マップに基づいて被検体Ｐの画像データを再構成する画像再構成部９０は、請求項記載の画像生成部の一例である。

フェーズドアレイコイルとして機能する上半身用ＲＦコイル装置１４０や下半身用ＲＦコイル装置１６０は、請求項記載のマルチコイルの一例である。

［５］本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

２０ ＭＲＩ装置
２２ 静磁場磁石
２４ シムコイル
２６ 傾斜磁場コイル
２６ｘ Ｘ軸傾斜磁場コイル
２６ｙ Ｙ軸傾斜磁場コイル
２６ｚ Ｚ軸傾斜磁場コイル
２８ ＲＦコイル
３０ 制御装置
３２ 寝台
４０ 静磁場電源
４２ シムコイル電源
４４ 傾斜磁場電源
４４ｘ Ｘ軸傾斜磁場電源
４４ｙ Ｙ軸傾斜磁場電源
４４ｚ Ｚ軸傾斜磁場電源
４６ ＲＦ送信器
４８ ＲＦ受信器
５０ 寝台駆動装置
５６ シーケンスコントローラ
５８ コンピュータ
６０ 演算装置
６２ 入力装置
６４ 表示装置
６６ 記憶装置
８６ ＭＰＵ
８８ システムバス
９０ 画像再構成部
９２ ｋ空間データベース
９４ 画像データベース
９６ 画像処理部
９８ 表示制御部
１００ レファレンススキャン設定部
１０２ マップ生成部
１２４ ケーブル
１２６ コネクタ
１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ 要素コイル
１４０ 上半身用ＲＦコイル装置
１４２ カバー部材
１４４、１４６、１６４ 要素コイル
１６０ 下半身用ＲＦコイル装置
１７４ デュプレクサ
１７６ アンプ
１７８ 切替合成器
１８０ 受信系回路
Ｐ 被検体
ＷＢ 全身用コイル

Claims (6)

1. 複数の要素コイルが含まれるマルチコイルを介して被検体からの核磁気共鳴信号を受信及び収集し、前記核磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の画像データを生成するパラレルイメージングを実行する磁気共鳴イメージング装置であって、
   各々の前記要素コイルの空間的な感度分布マップの生成に用いられると共に複数の前記要素コイルにより受信される前記核磁気共鳴信号を収集するレファレンススキャンの信号収集領域を、本スキャンの撮像領域に応じて自動算出するレファレンススキャン設定部と、
   前記レファレンススキャン設定部により自動算出された前記信号収集領域に対して前記レファレンススキャンを実行するレファレンススキャン実行部と、
   パラレルイメージングのシーケンスにより、前記マルチコイルを介して前記本スキャンの撮像領域から前記核磁気共鳴信号を受信及び収集する本スキャン実行部と、
   前記レファレンススキャン実行部により収集された前記核磁気共鳴信号に基づいて前記感度分布マップを生成し、前記感度分布マップと、前記本スキャン実行部により収集された前記核磁気共鳴信号とに基づいて前記被検体の画像データを生成する画像生成部と
   を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記レファレンススキャン設定部は、前記感度分布マップが既に存在する領域又は既に前記レファレンススキャンが行われた領域を、前記本スキャンの撮像領域と対比することで、前記本スキャンの撮像領域において前記感度分布マップが不足する領域である不足領域を前記信号収集領域として自動算出する
   ことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記画像生成部は、前記不足領域の周囲の領域に対する前記感度分布マップから補間することで、前記不足領域の少なくとも一部に対する前記感度分布マップを生成する
   ことを特徴とする請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記本スキャンの撮像領域に対応する前記要素コイルが存在しない場合、前記レファレンススキャン設定部は、前記本スキャンの撮像領域に対応する前記要素コイルが存在しないことを通知する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記被検体が載置される寝台をさらに備え、
   前記レファレンススキャン設定部は、前記被検体が載置された前記寝台の移動に応じて前記感度分布マップの存在領域の位置情報を修正し、別の被検体の撮像準備が開始されるか又は磁気共鳴イメージング装置の電源がオフされるまで、前記感度分布マップの存在領域の修正後の位置情報を記憶及び保持する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記レファレンススキャン設定部は、前記感度分布マップが既に存在する領域又は既に前記レファレンススキャンが行われた領域を、前記本スキャンの撮像領域と対比することによって、前記本スキャンの撮像領域において前記感度分布マップが不足する領域である不足領域を自動算出し、前記不足領域を拡張した領域を前記信号収集領域として自動算出する
   ことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。