JP2014171833A - 磁気共鳴イメージング装置および非造影ｍｒａ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非造影ＭＲＡの中の、心電同期の選択的ＴＯＦ ＭＲＡ撮像において、エコー信号の取得効率を向上させ、検査時間を短縮する。
【解決手段】拍動による血流速度の変化を利用し、血流速度に応じてラベリングシーケンスの印加頻度を変更するよう制御する。例えば、血流速度の速い高速時相と血流速度の遅い低速時相との２時相で制御する場合、高速時相においてはラベリングシーケンスの印加頻度を高くし、低速時相においてはラベリングシーケンスの印加頻度を低くする。
【選択図】図５

Description

本発明は磁気共鳴イメージング装置（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ；以下、ＭＲＩ）技術に関し、特に、造影剤を用いずに血管を撮影する非造影ＭＲＡ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）技術に関する。

ＭＲＩの撮像方法に、プリパルスにより特定領域のプロトンを選択的に励起し、血行動態を画像化する非造影ＭＲＡがある。多くの非造影ＭＲＡでは、プリパルスとしてＡＳＬ（Ａｒｔｅｒｉａｌ Ｓｐｉｎ Ｌａｂｅｌｉｎｇ）と呼ばれるラベリング用ＲＦパルス（ラベリングパルス）を印加し、その後ＭＲ信号を取得し、血管を描出する。

非造影ＭＲＡには、特定の血管のみにラベリングパルスを印加し、その位置の下流にある血管を選択的に描出する、選択的ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ） ＭＲＡ撮像と呼ばれる手法がある（例えば、非特許文献１参照）。選択的ＴＯＦ ＭＲＡ撮像では、ラベリングパルスを印加するシーケンスと、血管を描出する撮像シーケンスとを連続的に実行する。選択的ＴＯＦ ＭＲＡ撮像は、描出したい血管のみを選択的に描出でき、特に脳内の特定血管の流れを観察する場合などに有用である。

Ｔ． Ｎｉｓｈｉｈａｒａ, "Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ＴＯＦ ＭＲＡ ｕｓｉｎｇ Ｂｅａｍ Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ Ｐｕｌｓｅ"， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ２０ｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｆ ＩＳＭＲＭ， （２０１２） ｐ２４９７

選択的ＴＯＦ ＭＲＡ撮像でラベリングの対象となる血管は主に動脈であり、動脈は、拍動性を有し血流速度は大きく変化する。選択的ＴＯＦ ＭＲＡ撮像では、ラベリングされていない血液が撮像領域に流入することを防止するためには、最も大きな血流速度に基づいて、ラベリングパルスの印加頻度を決定する必要がある。また、選択的ＴＯＦ ＭＲＡ撮像は、ラベリング領域が狭い。このため、確実にラベリングするために、ラベリングパルスの印加頻度を高める必要がある。

このように、非特許文献１に記載の選択的ＴＯＦ ＭＲＡ撮像では、ラベリングパルスの印加頻度が増大しがちである。このため、その分、全撮像時間に占める撮像シーケンスが占める時間の割合が低下し、エコー信号の取得効率が悪化する。これにより、必要数のエコー信号を取得するための検査時間が長引き、被検者の拘束時間が増大するといった事態が発生している。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、心電同期の選択的ＴＯＦ ＭＲＡ撮像において、エコー信号の取得効率を向上させ、検査時間を短縮する技術を提供することを目的とする。

本発明は、拍動による血流速度の変化を利用し、血流速度に応じてラベリングシーケンスの印加頻度を変更するよう制御する。例えば、血流速度の速い高速時相と血流速度の遅い低速時相との２時相で制御する場合、高速時相においてはラベリングシーケンスの印加頻度を高くし、低速時相においてはラベリングシーケンスの印加頻度を低くする。

本発明によれば、ラベリング領域が狭い非造影ＭＲＡ撮像において、エコー信号の取得効率が向上し、その結果、検査時間が短縮する。

第一の実施形態のＭＲＩ装置のブロック図である。 第一の実施形態の制御部の機能ブロック図である。 （ａ）および（ｂ）は、２次元選択励起を用いる非造影ＭＲＡのラベリング領域と撮像領域の一例を説明するための説明図である。 従来のシーケンス構成を説明するための説明図である。 第一の実施形態のシーケンス構成を説明するための説明図である。 第二の実施形態の制御部の機能ブロック図である。 第二の実施形態の血流速度解析結果を説明するための説明図である。 第二の実施形態のシーケンス構成を説明するための説明図である。 第二の実施形態のＵＩ画面例を説明するための説明図である。 第二の実施形態の撮像処理のフローチャートである。

＜＜第一の実施形態＞＞
以下、本発明を適用する第一の実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは、基本的に同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

まず、本実施形態のＭＲＩ装置の構成について説明する。図１は本実施形態のＭＲＩ装置１００のブロック図である。本実施形態のＭＲＩ装置１００は、ＮＭＲ現象を利用して被検体１０１の断層画像を得る装置である。図１に示すように、静磁場発生磁石１０２と、傾斜磁場コイル１０３及び傾斜磁場電源１０６と、送信ＲＦコイル（送信コイル）１０４及びＲＦ送信部１０７と、受信ＲＦコイル（受信コイル）１０５及び信号検出部１０８と、信号処理部１０９と、シーケンサ１１０と、制御部１２０と、表示装置１２１と、操作部１２２と、記憶部１２３と、被検体１０１を搭載してその被検体１０１を静磁場発生磁石１０２の内部に出し入れするベッド１１１と、を備える。

静磁場発生磁石１０２は、静磁場を発生する静磁場発生部として機能する。静磁場発生磁石１０２は、垂直磁場方式であれば被検体１０１の体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば体軸方向に、それぞれ均一な静磁場を発生させるもので、被検体１０１の周りに永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源が配置される。

傾斜磁場コイル１０３と傾斜磁場電源１０６とは、静磁場中に配置された被検体１０１に対し、傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部として機能する。傾斜磁場コイル１０３は、ＭＲＩ装置の実空間座標系（静止座標系）であるＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に巻かれたコイルである。それぞれの傾斜磁場コイルは、それを駆動する傾斜磁場電源１０６に接続され、電流が供給される。具体的には、各傾斜磁場コイルの傾斜磁場電源１０６は、それぞれ後述のシーケンサ１１０からの命令に従って駆動されて、それぞれの傾斜磁場コイルに電流を供給する。これにより、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向に傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚが発生する。

例えば、２次元スライス面の撮像時には、スライス面（撮像断面）に直交する方向にスライス傾斜磁場パルス（Ｇｓ）が印加されて被検体１０１に対するスライス面が設定される。そのスライス面に直交し、且つ互いに直交する残りの２つの方向に位相エンコード傾斜磁場パルス（Ｇｐ）と周波数エンコード（リードアウト）傾斜磁場パルス（Ｇｆ）とが印加され、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報がエンコードされる。

送信コイル１０４とＲＦ送信部１０７とは、被検体１０１の磁化を所定のフリップ角で励起させる高周波磁場パルス（ＲＦパルス）を送信する高周波磁場送信部として機能する。送信コイル１０４は、被検体１０１にＲＦパルスを照射するコイルであり、ＲＦ送信部１０７に接続され、ＲＦ送信部１０７からＲＦパルス電流が供給される。送信コイル１０４から被検体１０１にＲＦパルスを照射することにより、被検体１０１の生体組織を構成する原子の原子核スピンにＮＭＲ現象が誘起される。

具体的には、ＲＦ送信部１０７は、後述のシーケンサ１１０からの命令に従って駆動され、高周波パルスを振幅変調し、増幅し、被検体１０１に近接して配置される送信コイル１０４に供給する。供給された高周波パルスが、送信コイル１０４から被検体１０１に照射される。

受信コイル１０５と信号検出部１０８とは、被検体１０１が発生するエコー信号を受信する信号受信部として機能する。受信コイル１０５は、被検体１０１の生体組織を構成する原子核スピンのＮＭＲ現象により放出されるＮＭＲ信号（エコー信号）を受信するコイルであり、信号検出部１０８に接続され、受信したエコー信号を信号検出部１０８に送る。信号検出部１０８は、受信コイル１０５で受信したエコー信号の検出処理を行う。

具体的には、送信コイル１０４から照射されたＲＦパルスによって誘起された被検体１０１の応答のエコー信号は、被検体１０１に近接して配置された受信コイル１０５で受信されると、信号検出部１０８送られる。信号検出部１０８は、後述のシーケンサ１１０からの命令に従って、受信されたエコー信号を増幅し、直交位相検波により直交する二系統の信号に分割し、それぞれを所定数（例えば１２８，２５６，５１２等）サンプリングし、各サンプリング信号をＡ／Ｄ変換してディジタル量に変換し、後述の信号処理部１０９に送る。このように、エコー信号は所定数のサンプリングデータからなる時系列のデジタルデータ（以下、エコーデータという）として得られる。

信号処理部１０９は、エコーデータに対して各種の信号処理を行い、処理後のエコーデータを制御部１２０に送る。

生体信号検出部１３０は、被検体１０１の周期的な生体信号を検出し、制御部１２０に送る。本実施形態では、被検体１０１のＲ波を含む、心電波形を検出する心電計などで実現される。心電計は、被検体１０１に装着される。

シーケンサ１１０は、被検体１０１の断層画像の再構成に必要なデータ収集のための種々の命令を、主に、傾斜磁場電源１０６と、ＲＦ送信部１０７と、信号検出部１０８に送信する。命令の送信は、後述する制御部１２０からの指示に従って行われる。具体的には、シーケンサ１１０は、後述する制御部１２０からの指示に従って、傾斜磁場電源１０６に傾斜磁場パルスの印加の指示を行い、ＲＦ送信部１０７にＲＦパルス印加の指示を行い、信号検出部１０８に被検体１０１からのエコー信号の検出（計測）の指示を行う。

制御部１２０は、シーケンサ１１０の制御、各種データ処理、処理結果の表示、および保存等の制御を行うものであって、ＣＰＵ及びメモリを内部に有する。これらの機能を実現するため、本実施形態の制御部１２０は、図２に示すように、シーケンス実行部２１０と、シーケンス制御部２２０と、画像再構成部２３０と、を備える。

シーケンス実行部２１０は、予め定められたパルスシーケンスに従って、被検体１０１の所望の領域へのＲＦパルスの印加、当該領域への傾斜磁場パルスの印加、および、前記被検体１０１の当該領域から発生する核磁気共鳴信号の計測の指示をシーケンサ１１０に行う。これにより、当該パルスシーケンスを実行する。

本実施形態では、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、ラベリング用ＲＦパルス（ラベリングパルス）を、ラベリング領域３１０内の特定の血管にのみ印加し、撮像領域３２０内の、印加位置より下流にあるその血管のみを選択的に描出する、選択的ＴＯＦ ＭＲＡによる非造影ＭＲＡを行う。従って、本実施形態で実行するパルスシーケンスは、ラベリングパルスを印加し、ラベリング領域内の血液信号を抑制するラベリングシーケンスＳａｔと、所望の撮像領域からの核磁気共鳴信号（エコー信号）を計測する撮像シーケンスＩｍｇとである。本実施形態では、撮像シーケンスＩｍｇは、ラベリングシーケンスにより血液信号が抑制された血管を描出するためのエコー信号を計測する。

なお、本実施形態のラベリングシーケンスＳａｔは、撮像シーケンスＩｍｇが描出対象とする血管内の血液信号のみを抑制するシーケンスであればよい。このようなシーケンスには、例えば、抑制する領域を、円柱状、楕円柱状、角柱状などに励起する二次元励起シーケンスがある。

シーケンス制御部２２０は、シーケンス実行部２１０が実行するパルスシーケンスを制御する。本実施形態では、シーケンス制御部２２０は、生体信号検出部１３０が検出したＲ波に同期させて、上述のラベリングシーケンスＳａｔと、撮像シーケンスＩｍｇとの実行を繰り返し、画像再構成に必要なエコー信号を収集するよう制御する。制御の詳細は後述する。

画像再構成部２３０はシーケンス制御部２２０による制御に従って、シーケンス実行部２１０が実行した撮像シーケンスＩｍｇにより得られた核磁気共鳴信号から、画像を再構成する。画像の再構成は、フーリエ変換などの一般的な手法による。

表示装置１２１および操作部１２２は、ＭＲＩ装置１００の各種制御情報や演算処理に必要な情報および演算処理結果をユーザとやりとりするインタフェースである。本実施形態のＭＲＩ装置１００は、表示装置１２１および操作部１２２を介して、ユーザからの入力を受け付ける。この操作部１２２は表示装置１２１に近接して配置され、操作者が表示装置１２１を見ながら操作部１２２を通してインタラクティブにＭＲＩ装置１００の各種処理を制御する。例えば、表示装置１２１は、再構成された被検体１０１の画像を表示する。また、操作部１２２は、入力装置となるトラックボール、マウス、キーボード等の少なくとも１つを備える。

記憶部１２３は、ＭＲＩ装置１００の動作に必要な情報、処理途中のデータ等が記憶される。例えば、光ディスク、磁気ディスク等で構成される。

なお、図１において、送信コイル１０４と傾斜磁場コイル１０３とは、被検体１０１が挿入される静磁場発生磁石１０２の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体１０１に対向して、水平磁場方式であれば被検体１０１を取り囲むようにして設置される。また、受信コイル１０５は、被検体１０１に対向して、或いは取り囲むように設置される。

現在のＭＲＩ装置１００の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体１０１の主たる構成物質である水素原子核（プロトン）である。ＭＲＩ装置１００では、プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を２次元もしくは３次元的に撮像する。このとき、ＭＲＩでは、特定領域のプロトンのみを励起するため、ＲＦパルスを傾斜磁場とともに印加する。

なお、制御部１２０の各機能は、予め記憶部１２３に記憶されたプログラムを、ＣＰＵがメモリにロードして実行することにより実現する。

ここで、シーケンス制御部２２０によるシーケンス制御について説明する。本実施形態では、上述のようにラベリングシーケンスＳａｔと撮像シーケンスＩｍｇとを、被検体１０１の心周期に同期させて実行するよう制御し、選択的ＴＯＦ ＭＲＡを実現する。このとき、ラベリングシーケンスＳａｔを実行後、撮像シーケンスＩｍｇを予め定めた回数実行する。本実施形態のシーケンス制御部２２０は、心電同期下で、血流速度に応じて、撮像シーケンスＩｍｇのラベリングシーケンスＳａｔに対する実行数を変化させる。ラベリングシーケンスＳａｔと撮像シーケンスＩｍｇとの実行割合は、ラベリング領域３１０内の血液が確実にラベリングされるよう決定される。

具体的には、１の心周期を、血流速度に応じて複数の心時相に分け、各心時相内の血流速度の最大値に応じて実行割合は決定される。以下、本実施形態では、閾値となる１の血流速度を境に、高速時相、低速時相との２つの心時相に分けて制御を行う場合を例にあげて説明する。高速時相は、心臓の収縮期であり、血流が高速な期間である。また、低速時相は、心臓の拡張期であり、血流が収縮期に比べ、低速な期間である。一般に、高速時相は、Ｒ波の検知直後から所定の期間であり、低速時相は、高速時相後から次のＲ波までの期間である。

まず、従来の心電同期で実行する選択的ＴＯＦ ＭＲＡによる、心電波形、心時相、および各パルスシーケンスの実行順（シーケンス構成）の関係を図４に示す。ここでは、ラベリングシーケンスＳａｔをＳａｔ−ｎとし、撮像シーケンスＩｍｇをＩｍｇ−ｎとする。なお、ｎは、各パルスシーケンスの実行回数を示す数字である。

上述のように、従来は、最も大きな血流速度に基づいてラベリングパルスの印加頻度が決定される。従って、高速時相時に決定したラベリングシーケンスＳａｔと撮像シーケンスＩｍｇとの実行割合で、時相を問わず実行する。例えば、高速時相で、確実にラベリングするために、ラベリングシーケンスＳａｔと、撮像シーケンスＩｍｇとを、交互に１回ずつ実行する必要がある場合、本図に示すように、低速時相であっても、同様に、両者を交互に実行するよう制御される。

一方、本実施形態では、シーケンス制御部２２０は、上述のように、心電同期下で、血流速度に応じて、１回のラベリングシーケンスＳａｔ後の、撮像シーケンスＩｍｇの実行数を、時相毎の最大の血流速度に応じて変化させる。言い換えると、心電同期下で、ラベリング領域３１０の血流速度に応じて、ラベリングシーケンスＳａｔの、撮像シーケンスＩｍｇに対する実行頻度を変化させる。ラベリング領域３１０の血流速度に応じて、時相毎に、当該時相内の最大の血流速度であっても、確実にラベリング領域３１０内の血液にラベリングがなされる頻度で実行する。具体的には、低速時相では、ラベリングシーケンスＳａｔの撮像シーケンスＩｍｇに対する実行頻度を、高速時相時に比べ、低下させる。すなわち、低速時相では、１回のラベリングシーケンスＳａｔに対する撮像シーケンスの実行数を、高速時相より増加させる。

本実施形態の心電波形、心時相およびシーケンス構成の一例を図５に示す。ここでは、高速時相におけるラベリングシーケンスＳａｔをＳａｔ−Ｈｎ、撮像シーケンスＩｍｇをＩｍｇ−Ｈｎとし、低速時相におけるベリングシーケンスをＳａｔ−Ｌｎ、撮像シーケンスＩｍｇをＩｍｇ−Ｌｎとする。なお、ｎは、各パルスシーケンスの実行回数を示す数字である。

高速時相では、血流速度が速いため、ラベリングを確実にするため、ラベリングパルスの印加頻度を高める必要がある。一方、低速時相では、血流速度が遅いため、ラベリングパルスの印加頻度は、高速時相ほど高くする必要がない。

例えば、上述の従来例同様、高速時相でのラベリングシーケンスＳａｔと撮像シーケンスＩｍｇとの実行比率を１対１とする。シーケンス制御部２２０は、高速時相では、ラベリングシーケンスＳａｔと、撮像シーケンスＩｍｇとを、高速交互に１回ずつ実行することを繰り返すよう、パルスシーケンスの実行を制御する。

この場合であっても、本実施形態では、低速時相では、ラベリングシーケンスＳａｔの実行頻度を、血流速度にあわせて、高速時相時より低下させる。例えば、本図に示すように、低速時相では、ラベリングシーケンスＳａｔと撮像シーケンスＩｍｇとの実行比率を1対３とする。すなわち、シーケンス制御部２２０は、ラベリングシーケンスＳａｔ１回の実行後、撮像シーケンスＩｍｇを３回実行するよう制御する。

ここで、各時相において、１回のラベリングシーケンスＳａｔと、予め定めた１回のラベリングシーケンスＳａｔに対する撮像シーケンスＩｍｇの実行数回の撮像シーケンスＩｍｇとを１シーケンスブロックと呼ぶ。シーケンス制御部２２０は、各時相において、１シーケンスブロックの繰り返し回数は、各時相の期間に応じて決定する。

例えば、高速時相の期間と低速時相の期間とがそれぞれ６００ｍｓであり、ラベリングシーケンスＳａｔにかかる期間が５０ｍｓ、撮像シーケンスＩｍｇにかかる期間が５０ｍｓとする。また、上述のように、高速時相では、１回のラベリングシーケンスＳａｔに対する撮像シーケンスＩｍｇの実行数を１、低速時相では、１回のラベリングシーケンスＳａｔに対する撮像シーケンスＩｍｇの実行数を３とする。この場合、高速時相では、１シーケンスブロックの繰り返し回数は６、低速時相では、１シーケンスブロックの繰り返し回数は、３となる。

従って、本実施形態のシーケンス制御部２２０による制御による１心拍あたりの両シーケンスの実行回数は、以下のとおりとなる。
高速時相：ラベリングシーケンスＳａｔ６回、撮像シーケンスＩｍｇ６回
低速時相：ラベリングシーケンスＳａｔ３回、撮像シーケンスＩｍｇ９回
計測全体：ラベリングシーケンスＳａｔ９回、撮像シーケンスＩｍｇ１５回

一方、同条件下で、従来法では、血流速度の最大値、すなわち、高速時相時にあわせて撮像シーケンスＩｍｇの実行数が定められるため、１回のラベリングシーケンスＳａｔに対する撮像シーケンスＩｍｇの実行数は１となり、計測全体でのラベリングシーケンスＳａｔおよび撮像シーケンスＩｍｇの実行回数は、それぞれ１２回となる。

この具体例では、本実施形態により、１心拍あたりのエコー信号取得効率が２５％向上することが判る。従って、これに伴い、本実施形態によれば、同数のエコーを取得するためにかかる撮像時間は２５％短縮される。一方、同じ期間エコー信号を取得した場合、２５％多くエコー信号が取得できるため、得られる画像の品質もその分向上する。

なお、高速時相および低速時相それぞれにおける、撮像シーケンスＩｍｇに対するラベリングシーケンスＳａｔの実行頻度、すなわち、１回のラベリングシーケンスＳａｔに対する撮像シーケンスＩｍｇの実行数は、予め定められていてもよい。また、ユーザが撮像条件として設定するよう構成してもよい。さらに、シーケンス制御部２２０が、血流速度に応じて決定するよう構成してもよい。

また、本実施形態では、１心周期を高速時相と低速時相との二段階に区分したが、区分はこれに限られない。血流速度に応じて三段階以上に区分することも可能である。この場合、血流速度が遅くなる時相ほど、ラベリングシーケンスＳａｔの、撮像シーケンスＩｍｇに対する実行頻度を低下させるよう制御する。すなわち、血流速度が遅くなる時相ほど、１回のラベリングシーケンスＳａｔに対する撮像シーケンスＩｍｇの実行数を増加させるよう制御する。

以上説明したように、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、パルスシーケンスに従って、被検体の所望の領域への高周波磁場パルスの印加、当該領域への傾斜磁場パルスの印加、および、前記被検体の当該領域から発生する核磁気共鳴信号の計測の少なくとも１つを行うことにより、当該パルスシーケンスを実行するシーケンス実行部２１０と、前記被検体の心周期に同期させて、前記シーケンス実行部が実行する前記パルスシーケンスを制御するシーケンス制御部２２０と、を備え、前記パルスシーケンスは、血液信号を抑制するラベリングシーケンスＳａｔと、前記ラベリングシーケンスＳａｔにより血液信号が抑制された血管を描出する撮像シーケンスＩｍｇと、を含み、前記シーケンス制御部２２０は、前記同期下で、血流速度に応じて、前記撮像シーケンスＩｍｇの、前記ラベリングシーケンスＳａｔ対する実行数を変化させる。

従来、ラベリングパルスによって確実に血流信号を抑制するため、ラベリングシーケンスＳａｔの撮像シーケンスＩｍｇに対する実行頻度は、ラベリング領域３１０における血流速度の最大値、即ち、心電同期であれば、高速時相における血流速度を推測して決定され、１心拍内の血流速度によらず、固定されている。しかしながら、本実施形態によれば、同実行頻度が、血流速度に応じて、時相毎に変化する。実行頻度は、当該時相内の最大の血流速度であっても、ラベリング領域３１０内の血液にラベリングがなされるよう決定される。具体的には、高速時相においては同実行頻度を高くし、低速時相においては同実行頻度を低くする。

これにより、本実施形態によれば、低速時相時のラベリングシーケンスＳａｔの実行頻度が低下するため、その分、撮像シーケンスＩｍｇの実行割合が増加し、低速時相におけるエコー信号の取得効率が、従来法に比べ向上する。その結果、高速時相と低速時相からなる１心拍全体の計測においてもエコー信号の取得効率が向上する。このため、１の画像を再構成するために必要な数のエコー信号を取得するために掛かる時間が、従来法に比べ短縮する。従って、検査時間を短縮することができる。

すなわち、本実施形態によれば、二次元選択励起パルスを用いた非造影ＭＲＡのような、ラベリング領域３１０が狭い非造影ＭＲＡ撮像において、エコー信号の取得効率が向上し、検査時間を必要最小限に短縮できる。

＜＜第二の実施形態＞＞
本発明を適用する第二の実施形態について説明する。本実施形態では、実際の血流速度に応じて、１回のラベリングシーケンスＳａｔに対する撮像シーケンスＩｍｇの実行数を決定する。

本実施形態のＭＲＩ装置は、基本的に第一の実施形態のＭＲＩ装置１００と同様の構成を有する。ただし、本実施形態では、上記のように、ラベリング領域３１０内のラベリング対象血管内の血流速度を実測し、それに応じて非造影ＭＲＡの撮像条件を決定する。決定する撮像条件は、シーケンス制御部２２０によるシーケンス制御に係る条件（計測条件）である。このため、本実施形態の制御部１２０は、図６に示すように、さらに、血流速度解析部２４０と、血流速度解析部２４０が解析した結果を用い、計測条件を作成する計測条件作成部２５０と、計測条件と血流速度解析結果とを表示装置１２１に表示し、ユーザからの調整を受け付ける表示受付部２６０と、を備える。さらに、本実施形態のシーケンス制御部２２０の機能に第一の実施形態と異なる点がある。

なお、本実施形態の計測条件は、心時相毎の、１回のラベリングシーケンスＳａｔの実行に対する撮像シーケンスＩｍｇの実行数（以下、単に実行数と呼ぶ。）と、１回のラベリングシーケンスＳａｔと実行数回の撮像シーケンスＩｍｇとからなるシーケンスブロックの、各心時相内での繰り返し回数（以下、単に繰り返し回数と呼ぶ。）と、を含む。

以下、第一の実施形態同様、高速時相と低速時相との２つの心時相に分けて制御を行う場合を例にあげて説明する。

本実施形態で実行するパルスシーケンスには、さらに、被検体１０１の所望の領域の血流速度を取得可能な血流速度解析シーケンスが含まれる。

血流速度解析シーケンスは、ラベリング領域３１０のラベリング対象血管内の血流速度を特定可能なシーケンスとする。例えば、シネＰＣ（Ｐｈａｓｅ Ｃｏｎｔｒａｓｔ）シーケンスとする。本実施形態では、この血流速度解析シーケンスは、ラベリングシーケンスＳａｔおよび撮像シーケンスＩｍｇの実行に先立ち、実行される。

血流速度解析部２４０は、シネＰＣシーケンスを心電同期下で実行した結果得られた画像データを解析し、ラベリング領域内の、心周期内の血流情報を取得する。血流情報は、高速時相および低速時相それぞれの、時間情報と血流速度とである。時間情報は、各時相（高速時相、低速時相）の期間の長さ、Ｒ波からの経過時間である。

具体的には、シネＰＣシーケンスにより得られた画像データに対し、関心領域を指定することにより、図７に示すような血流速度のグラフ４００が得られる。ここで、関心領域は、上述のように、ラベリング領域３１０のラベリング対象血管を含む領域とする。本グラフにおいて、縦軸は血流速度、横軸は心電図のＲ波からの経過時間である。

血流速度解析部２４０は、本グラフ４００と予め定めた閾値Ｖｔｈとを用い、１心拍（隣接するＲ波とＲ波との間）の中で、血流速度が閾値Ｖｔｈより大きい時間帯を高速時相とし、その後の時間帯を低速時相と決定する。これにより、高速時相および低速時相それぞれの、Ｒ波からの経過時間と、それぞれの期間の長さとが決定される。以下、本実施形態では、高速時相のＲ波からの経過時間をＴｈｉ、低速時相のＲ波からの経過時間をＴｌｏ、高速時相の期間の長さをＤｈｉ、低速時相の期間の長さをＤｌｏとする。また、なお、低速時相の血流速度の最大値は閾値Ｖｔｈであり、高速時相の血流速度の最大値は、グラフから読み取った血流速度の最大値Ｖｍａｘである。

計測条件作成部２５０は、上述のように、実行結果に基づき血流速度解析部２４０が決定した血流情報とラベリング領域３１０を特定する情報とを元に、各心時相での実行数と繰り返し回数とを決定し、計測条件を作成する。計測条件作成部２５０は、心時相毎に、血液が当該心時相内の血流速度の最大値でラベリング領域３１０を通過する間に実行可能な最大数を実行数として算出する。また、各心時相期間中に、シーケンスブロックの実行可能な最大数を繰り返し回数として算出する。

本実施形態では、ラベリングシーケンスＳａｔとして、円筒状の領域を励起するシーケンスを用いる。従って、ラベリング領域３１０を特定する情報として、ラベリング領域３１０である円筒領域の半径（血流方向の長さ）Ｒを用いる。また、血流情報として、高速時相および低速時相の期間の長さＤｈｉ、Ｄｌｏ、各時相の血流速度の最大値Ｖｍａｘ、Ｖｔｈを用いる。

計測条件作成部２５０は、まず、高速時相における血流速度の最大値Ｖｍａｘとラベリング領域３１０である円筒領域の半径Ｒを用いて、高速時相における実行数Ｍｈｉを決定する。ラベリング領域３１０内の血液を確実にラベリングするためには、半径Ｒの円内を血流が通過する、最小の所要時間Ｒ/Ｖｍａｘ以内に、ラベリングシーケンスＳａｔと撮像シーケンスＩｍｇとを実行する必要がある。本実施形態の計測条件作成部２５０は、この条件下でエコー信号の取得効率が最も高い実行数、すなわち、最大の実行数をＭｈｉとして求める。

この実行数Ｍｈｉは、以下の式（１）を満たす、最大の整数を求めることで、得られる。ここで、Ｔｓａｔは、ラベリングシーケンスＳａｔの１回の実行にかかる時間、Ｔｉｍｇは、撮像シーケンスＩｍｇの１回の実行にかかる時間とする。
Ｔｓａｔ＋Ｍｈｉ×Ｔｉｍｇ≦Ｒ／Ｖｍａｘ・・・（１）

例えば、式（１）を満足するＭｈｉが２の場合、シーケンス制御部２２０は、高速時相では、ラベリングシーケンスＳａｔを１回実行し、次いで、撮像シーケンスＩｍｇを２回実行するようシーケンス実行部２１０を制御する。

さらに、計測条件作成部２５０は、高速時相期間中に、シーケンスブロックの実行可能な最大数を繰り返し回数Ｎｈｉとして算出する。これは、式（２）を満たす、最大の整数Ｎｈｉを求めることにより得られる。
Ｎｈｉ≦Ｄｈｉ／（Ｔｓａｔ＋Ｍｈｉ×Ｔｉｍｇ）・・・（２）

計測条件作成部２５０は、低速時相においても、上記同様の手法で、低速時相における、実行数Ｍｌｏ、および、繰り返し回数Ｎｌｏを、それぞれ、以下の式（３）および式（４）を満たす最大の整数Ｍｌｏ、Ｎｌｏを求めることで、算出する。
Ｔｓａｔ＋Ｍｌｏ×Ｔｉｍｇ≦Ｒ／Ｖｔｈ・・・（３）
Ｎｌｏ≦Ｄｌｏ／（Ｔｓａｔ＋Ｍｌｏ×Ｔｉｍｇ）・・・（４）

なお、閾値Ｖｔｈは、血流速度の最大値Ｖｍａｘより小さい値に設定されるため（Ｖｔｈ＜Ｖｍａｘ）、Ｍｌｏは、Ｍｈｉより大きくなる（Ｍｌｏ＜Ｍｈｉ）。

計測条件作成部２５０により作成された計測条件によるシーケンス構成を図８に示す。上述のように、高速時相では、１回のラベリングシーケンスＳａｔの実行後、Ｍｈｉ回撮像シーケンスＩｍｇを実行するシーケンスブロックを、Ｎｈｉ回繰り返す。また、低速時相では、１回のラベリングシーケンスＳａｔの実行後、Ｍｌｏ回撮像シーケンスＩｍｇを実行するシーケンスブロックを、Ｎｌｏ回繰り返す。なお、高速時相のシーケンスブロックは、Ｒ波受信からＴｈｉ経過後に実行を開始させ、低速時相のシーケンスブロックは、Ｒ波受信からＴｌｏ経過後に実行を開始させる。

表示受付部２６０は、血流情報と計測条件とを表示装置１２１に表示し、ユーザに表示する。そして、ユーザから計測条件の調整を受け付ける。

表示受付部２６０が上記情報をユーザに提示するＵＩ画面５００の例を図９に示す。本図に示すように、本実施形態では、高速時相、低速時相それぞれについて、Ｒ波からの経過時間Ｔｈｉ，Ｔｌｏと、１心拍内の期間の長さＤｈｉ，Ｄｌｏと、心時相内のシーケンスブロックの繰り返し回数（時相内ブロック数）Ｎｈｉ、Ｎｌｏと、実行数（１ブロック内の撮像シーケンス数）Ｍｈｉ、Ｍｌｏと、算出に用いた血流速度Ｖｍａｘ、Ｖｔｈと、を表示する。ＵＩ画面５００の情報表示領域５１０は、これらの情報を表示する欄をそれぞれ備える。なお、表示する情報はこれらに限られない。

ユーザは、表示装置１２１に表示されたＵＩ画面５００を介して、繰り返し回数Ｎｈｉ、Ｎｌｏと、実行数Ｍｈｉ、Ｍｌｏと、を必要に応じて調整する。この調整を終えた意思を受け付けるため、ＵＩ画面５００は、さらに、調整を終えた意思を受け付ける決定ボタン５２０を備える。なお、調整は、情報表示領域５１０の、それぞれの表示欄を介して、所望の値を入力することにより行う。

また、繰り返し回数Ｎｈｉ、Ｎｌｏと、実行数Ｍｈｉ、Ｍｌｏとのいずれかの値が入力される毎に、計測条件作成部２５０は、入力された値が、上記式（１）〜（４）を満たすか否かを判別する。そして、逸脱する場合は、当該入力値を受け付けない。このとき、設定不可能であることを意味するメッセージをユーザに提示するよう構成してもよい。

決定ボタン５２０の押下を受け、計測条件作成部２５０は、その時点でＵＩ画面５００の情報表示領域５１０に入力されている繰り返し回数、実行数を用い、計測条件を更新する。シーケンス制御部２２０は、更新後の計測条件に従って、前記シーケンス実行部２１０に各シーケンスを実行させる。なお、ユーザがＵＩ画面５００を介して計測条件を全く調整しなかった場合は、計測条件の更新処理は行わなくてもよい。

本実施形態のシーケンス制御部２２０は、ラベリングシーケンスＳａｔと撮像シーケンスＩｍｇとの実行に先立ち、血流速度解析シーケンスを実行するよう制御する。その後、作成された計測条件に従って、ラベリングシーケンスＳａｔおよび撮像シーケンスＩｍｇの実行を制御する。このとき、各シーケンスブロックの開始は、血流速度解析部２４０が解析した高速時相および低速時相それぞれの、Ｒ波からの経過時間Ｔｈｉ，Ｔｌｏに従う。

以下、本実施形態の制御部１２０による、撮像処理の流れを説明する。図１０は、本実施形態の撮像処理の流れの処理フローである。

シーケンス制御部２２０は、血流速度解析シーケンスを、シーケンス実行部２１０に実行させる（ステップＳ１００１）。

そして、血流速度解析部２４０は、実行結果から血流情報を取得する（ステップＳ１００２）。取得する血流情報は、上述のように、高速時相および低速時相それぞれの、Ｒ波からの経過時間Ｔｈｉ，Ｔｌｏ、期間の長さＤｈｉ，Ｄｌｏ、血流速度の最大値Ｖｍａｘである。なお、低速時相を特定する際に用いる閾値Ｖｔｈ、ラベリングシーケンスＳａｔの１回の実行時間Ｔｓａｔおよび撮像シーケンスＩｍｇの１回の実行時間ＴＩｍｇは、予め定められているものとする。

計測条件作成部２５０は、ステップＳ１００２で取得した血流情報に基づき、計測条件を作成する（ステップＳ１００３）。計測条件は、高速時相における、実行数Ｍｈｉ、繰り返し回数Ｎｈｉ、低速時相における実行数Ｍｌｏ、および、繰り返し回数Ｎｌｏである。

表示受付部２６０は、ＵＩ画面５００を生成し、血流情報と計測条件とをユーザに提示（表示）する（ステップＳ１００４）。そして、ＵＩ画面５００を介して、決定ボタン５２０が押下されるまで、ユーザの調整を受け付ける（ステップＳ１００５）。

計測条件作成部２５０は、決定ボタン５２０が押下された時点の、ＵＩ画面５００の情報表示領域５１０に入力されている実行数Ｍｈｉ，Ｍｌｏ、繰り返し回数Ｎｈｉ、Ｎｌｏを用い、計測条件を更新する（ステップＳ１００６）。

シーケンス制御部２２０は、血流速度解析部２４０が解析した高速時相および低速時相それぞれの、Ｒ波からの経過時間Ｔｈｉ，Ｔｌｏと、計測条件と、を用い、シーケンス実行部２１０に、ラベリングシーケンスＳａｔおよび撮像シーケンスＩｍｇを実行させる（ステップＳ１００７）。

画像再構成部２３０は、ステップＳ１００５において実行した結果得たエコー信号から画像を再構成し、表示装置１２１に表示する（ステップＳ１００７）。

以上説明したように、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、パルスシーケンスに従って、被検体の所望の領域への高周波磁場パルスの印加、当該領域への傾斜磁場パルスの印加、および、前記被検体の当該領域から発生する核磁気共鳴信号の計測の少なくとも１つを行うことにより、当該パルスシーケンスを実行するシーケンス実行部２１０と、前記被検体の心周期に同期させて、前記シーケンス実行部が実行する前記パルスシーケンスを制御するシーケンス制御部２２０と、を備え、前記パルスシーケンスは、血液信号を抑制するラベリングシーケンスＳａｔと、前記ラベリングシーケンスＳａｔにより血液信号が抑制された血管を描出する撮像シーケンスＩｍｇと、を含み、前記シーケンス制御部２２０は、前記同期下で、血流速度に応じて、前記撮像シーケンスＩｍｇの、前記ラベリングシーケンスＳａｔ対する実行数を変化させる。

従って、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、ラベリングシーケンスＳａｔの実行頻度が、時相毎の、ラベリング領域３１０における血流速度の最大値に応じて変化する。これにより、低速時相時の実行頻度が低下するため、その分、撮像シーケンスＩｍｇの実行割合が増加し、低速時相におけるエコー信号の取得効率が向上する。その結果、高速時相と低速時相からなる全体の計測においてもエコー信号の取得効率が向上し、検査時間を短縮することができる。

さらに、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、前記被検体の所望の領域の血流速度を取得可能な血流速度解析シーケンスの実行結果から、ラベリング領域３１０内の、前記心周期内の血流速度を含む血流情報を取得する血流速度解析部２４０と、前記血流情報を用い、計測条件を作成する計測条件作成部２５０と、をさらに備え、前記計測条件は、血流速度範囲で定められる心時相毎の前記実行数と、当該心時相毎の前記１回のラベリングシーケンスＳａｔと前記実行数回の撮像シーケンスＩｍｇとからなるシーケンスブロックの繰り返し回数と、を含み、前記シーケンス制御部２２０は、前記計測条件に従って、前記ラベリングシーケンスＳａｔと前記撮像シーケンスＩｍｇとを前記シーケンス実行部２１０に実行させる。

従って、本実施形態によれば、実測した被検体１０１の血流速度に応じてラベリングシーケンスＳａｔと撮像シーケンスＩｍｇとの実行割合が決定されるので、より、ラベリングの確実性を高めながら、撮像シーケンスＩｍｇの相対的な実行頻度を高めることができる。このため、より、高品質な画像を、効率よく得ることができる。

１００：ＭＲＩ装置、１０１：被検体、１０２：静磁場発生磁石、１０３：傾斜磁場コイル、１０４：送信コイル、１０５：受信コイル、１０６：傾斜磁場電源、１０７：ＲＦ送信部、１０８：信号検出部、１０９：信号処理部、１１０：シーケンサ、１１１：ベッド、１２０：制御部、１２１：表示装置、１２２：操作部、１２３：記憶部、１３０：生体信号検出部、２１０：シーケンス実行部、２２０：シーケンス制御部、２３０：画像再構成部、２４０：血流速度解析部、２５０：計測条件作成部、２６０：表示受付部、３１０：ラベリング領域、３２０：撮像領域、４００：グラフ、５００：ＵＩ画面、５１０：情報表示領域、５２０：決定ボタン、Ｄｈｉ：高速時相期間、Ｄｌｏ：低速時相期間、Ｉｍｇ：撮像シーケンス、Ｍ：実行数、Ｍｈｉ：高速時相時の実行数、Ｍｌｏ：低速時相時の実行数、Ｎ：繰り返し回数、Ｎｈｉ：高速時相時の繰り返し回数、Ｎｌｏ：低速時相時の繰り返し回数、Ｓａｔ：ラベリングシーケンス、Ｔｈｉ：高速時相のＲ波からの経過時間、Ｔｌｏ：低速時相のＲ波からの経過時間、Ｖｍａｘ：血流速度の最大値、Ｖｔｈ：閾値

Claims (10)

1. パルスシーケンスに従って、被検体の所望の領域への高周波磁場パルスの印加、当該領域への傾斜磁場パルスの印加、および、前記被検体の当該領域から発生する核磁気共鳴信号の計測の少なくとも１つを行うことにより、当該パルスシーケンスを実行するシーケンス実行部と、
   前記被検体の心周期に同期させて、前記シーケンス実行部が実行する前記パルスシーケンスを制御するシーケンス制御部と、を備え、
   前記パルスシーケンスは、
   所定のラベリング領域内の血液信号を抑制するラベリングシーケンスと、
   前記ラベリングシーケンスにより血液信号が抑制された血管を描出する撮像シーケンスと、を含み、
   前記シーケンス制御部は、前記同期下で、血流速度に応じて、前記撮像シーケンスの、前記ラベリングシーケンスに対する実行数を変化させること
   を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記シーケンス制御部は、前記心周期内の、前記血流速度が所定以下の低速時相では、前記実行数を、他の時相より増加させること
   を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
3. 請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記被検体の所望の領域の血流速度を取得可能な血流速度解析シーケンスの実行結果から、前記ラベリング領域内の、前記心周期内の血流速度を含む血流情報を取得する血流速度解析部と、
   前記血流情報を用い、計測条件を作成する計測条件作成部と、をさらに備え、
   前記計測条件は、血流速度範囲で定められる心時相毎の前記実行数と、当該心時相毎の１回の前記ラベリングシーケンスと前記実行数回の前記撮像シーケンスとからなるシーケンスブロックの繰り返し回数と、を含み、
   前記シーケンス制御部は、前記計測条件に従って、前記ラベリングシーケンスと前記撮像シーケンスとを前記シーケンス実行部に実行させること
   を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
4. 請求項３記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記心時相毎の前記計測条件を、当該磁気共鳴イメージング装置が備える表示装置に表示する表示受付部をさらに備えること
   を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
5. 請求項４記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記表示受付部は、前記表示装置の表示を介して、前記実行数および前記繰り返し回数の調整を受け付け、
   前記計測条件作成部は、前記調整後の実行数および繰り返し回数を用いて、前記計測条件を更新し、
   前記シーケンス制御部は、前記更新後の計測条件に従って、前記ラベリングシーケンスと前記撮像シーケンスとを前記シーケンス実行部に実行させること
   を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
6. 請求項３記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記計測条件作成部は、前記心時相毎に、血液が当該心時相内の前記血流速度の最大値で前記ラベリング領域を通過する間に実行可能な最大数を前記実行数として算出すること
   を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
7. 請求項６記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記計測条件作成部は、前記心時相期間中に、前記シーケンスブロックの実行可能な最大数を前記繰り返し回数として算出すること
   を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
8. 請求項１から７いずれか１項記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記ラベリングシーケンスは、前記撮像シーケンスが描出対象とする血管内の血液信号のみを抑制す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。
9. 請求項８記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記ラベリングシーケンスは、前記抑制する領域を、円柱状、楕円柱状、および角柱状のいずれかに励起する二次元励起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。
10. 磁気共鳴イメージング装置によって、所定の第一のシーケンスと第二のシーケンスとを含むシーケンスブロックを、血流速度に応じて、前記第二のシーケンスの前記第一のシーケンスに対する実行数を変化させながら、被検体の心周期に同期させて繰り返し実行し、
    前記第一のシーケンスは、血液信号を抑制するラベリングシーケンスであり、
    前記第二のシーケンスは、前記ラベリングシーケンスにより血液信号が抑制された血管を描出する撮像シーケンスであること
    を特徴とする非造影ＭＲＡ方法。