JP2016022329A - 磁気共鳴装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】信号強度の差によるアーチファクトが低減された画像を取得するのに適したMRイメージング装置を提供する。【解決手段】MR装置は、データ収集期間A1、A2、およびA3において、低周波領域RLのうちの高周波領域RH側に位置する一部の格子点のデータと、高周波領域RHのうちの低周波領域RL側に位置する一部の格子点のデータとを収集する。一方、データ収集期間Bにおいて、低周波領域RLのうちの高周波領域RH側に位置する他の一部の格子点のデータと、高周波領域RHのうちの低周波領域RL側に位置する他の一部の格子点のデータとを収集する。【選択図】図5

Description

本発明は、k空間のデータを収集する磁気共鳴装置に関する。
近年、造影剤を用いて各時相の画像を収集するダイナミックMRイメージングが普及している(例えば、特許文献1参照)。造影剤を用いたダイナミックMRイメージングでは、撮影部位における造影剤の濃度の時間変化を観察することが重要となるので、高い時間分解能で撮影を行うことが要求される。このような要求に応える手法として、ダイナミック撮像時には、k空間の中心付近の低周波領域のデータのみを更新するキーホールイメージング法(例えば、非特許文献1参照)や、高周波領域をN個の領域に分割し、各領域のデータと低周波領域のデータとを交互に収集するDISCOと呼ばれる手法が知られている(例えば、非特許文献2参照)。
造影剤を用いたダイナミックMRIイメージングでは、脂肪が高信号で描出されてしまうと、画像診断の妨げになることがある。したがって、造影剤を用いたダイナミックMRIイメージングでは、脂肪抑制を行うことも重要となる。そこで、脂肪抑制法を併用したイメージングが実行されている。脂肪抑制法としては、脂肪抑制パルスを用いた方法がある。しかし、脂肪抑制パルスを用いた場合、k空間の低周波領域と高周波領域との境界付近で信号強度に大きな差が現れやすくなり、画像に、信号強度の差によるアーチファクトが現れるという問題がある。したがって、アーチファクトが低減された画像を取得するのに適したイメージング法が望まれている。
本発明の一観点は、k空間の第1の領域に含まれる格子点のデータと、前記第1の領域に隣接する第2の領域に含まれる格子点のデータとを収集するためのスキャンを実行するスキャン手段を有する磁気共鳴装置であって、
前記スキャン手段は、
k空間の格子点のデータの収集が行われる第1のデータ収集期間において、前記第1の領域のうちの前記第2の領域側に位置する第1の複数の格子点のうちの一部の格子点のデータと、前記第2の領域のうちの前記第1の領域側に位置する第2の複数の格子点のうちの一部の格子点のデータとを収集し、
k空間の格子点のデータの収集が行われる第2のデータ収集期間において、前記第1の複数の格子点のうちの、前記第1のデータ収集期間でデータが収集される格子点とは別の格子点のデータと、前記第2の複数の格子点のうちの、前記第1のデータ収集期間でデータが収集される格子点とは別の格子点のデータとを収集する、磁気共鳴装置である。
第1の領域と第2の領域の境界付近において、第1のデータ収集期間で収集される格子点のデータと、第2のデータ収集期間で収集される格子点のデータを分散させることができる。したがって、第1の領域と第2の領域との境界付近では、信号強度の大きいデータと信号強度の小さいデータが分散するように配置されるので、信号強度の差に起因したアーチファクトを低減することができる。
本発明の第1の形態の磁気共鳴装置の概略図である。 プロセッサ9が実行する処理を示す図である。 キーホールイメージングの一例の説明図である。 k空間を低周波領域と高周波領域に分けるときの一例を概略的に示す図である。 データ収集期間A1、B、A2およびA3で収集されるk空間のデータを示す図である。 脂肪抑制法を適用する例の説明図である。 第1の形態におけるダイナミックMRイメージングを示すフローを示す図である。 ステップST1の説明図である。 各格子点に付与された番号を示す図である。 低周波領域と高周波領域との境界Lの一例を示す図である。 番号が交換された後のk空間を概略的に示す図である。 番号が交換された後のk空間を概略的に示す図である。 番号が交換された後のk空間を概略的に示す図である。 1≦n≦16の間で格子点の番号を交換したときの様子を概略的に示す図である。 ステップST2において実行されるスキャンSCの説明図である。 k空間データD1の拡大図である。 k空間データD1の中央部分R1を示す図である。 k空間データD1の外縁部分R2を示す図である。 境界Lの近傍部分R3を示す図である。 データ収集期間Bに複数の脂肪抑制パルスを印加した例を示す図である。 格子点45〜格子点225のデータを複数のデータ収集期間に分けて収集する一例の説明図である。 第2の形態におけるプロセッサ9が実行する処理の説明図である。 第2の形態におけるステップST1のフローを示す図である。 ソート手段95による番号の並替えが終了した後の格子点1〜格子点45の番号を示す図である。 データ収集期間A1に複数の脂肪抑制パルスを印加した例を示す図である。 格子点1〜格子点45のデータを奇数番目の格子点と偶数番目の格子点に分けて収集する一例を示す図である。
以下、発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。
(1)第1の形態
図1は、本発明の第1の形態の磁気共鳴装置の概略図である。
磁気共鳴装置(以下、「MR装置」と呼ぶ)100は、マグネット2、テーブル3、受信RFコイル4などを有している。
マグネット2は、被検体13が収容されるボア21を有している。また、マグネット2には、超伝導コイル、勾配コイル、およびRFコイルなどが内蔵されている。
テーブル3は、被検体13を支持するクレードル3aを有している。クレードル3aは、ボア21内に移動できるように構成されている。クレードル3aによって、被検体13はボア21に搬送される。
受信RFコイル(以下、「受信コイル」と呼ぶ)4は、被検体13からの磁気共鳴信号を受信する。
MR装置100は、更に、送信器5、勾配磁場電源6、受信器7、コンピュータ8、操作部11、および表示部12などを有している。
送信器5はRFコイルに電流を供給し、勾配磁場電源6は勾配コイルに電流を供給する。受信器7は、受信コイル4から受け取った信号に対して、検波などの信号処理を実行する。尚、マグネット2、受信コイル4、送信器5、勾配磁場電源6、および受信器7を合わせたものがスキャン手段に相当する。
コンピュータ8は、表示部12に必要な情報を伝送したり、画像を再構成するなど、MR装置100の各種の動作を実現するように、MR装置100の各部の動作を制御する。コンピュータ8は、プロセッサ9およびメモリ10などを有している。
図2に、プロセッサ9が実行する処理の説明図である。メモリ10には、プロセッサ9により実行されるプログラムが記憶されている。プロセッサ9は、メモリ10に記憶されているプログラムを読み出し、プログラムに記述されている処理を実行する。プロセッサ9は、メモリ10に記憶されているプログラムを読み出すことにより、ナンバリング手段91〜画像作成手段94などを構成する。
ナンバリング手段91は、k空間の格子点に番号を付与する。
設定手段92は、高周波領域と低周波領域の境界を設定する。
交換手段93は、高周波領域に含まれる一部の格子点の番号と、低周波領域に含まれる一部の格子点の番号とを交換する。
画像作成手段94は、受信器7から受け取ったデータに基づいて、撮影部位の画像を作成する。
プロセッサ9は、ナンバリング手段91〜画像作成手段94を構成する一例であり、メモリ10に記憶されたプログラムを実行することによりこの手段として機能する。尚、ナンバリング手段91、設定手段92、および交換手段93を合わせたものが、決定手段に相当する。
操作部11は、オペレータにより操作され、種々の情報をコンピュータ8に入力する。表示部12は種々の情報を表示する。
MR装置100は、上記のように構成されている。
また、図1には、被検体に造影剤を投与する造影剤投与装置101も示されている。
第1の形態では、造影剤投与装置101を用いて被検体13に造影剤を投与し、ダイナミックMRイメージングを行う例について説明する。尚、以下の説明では、第1の形態におけるダイナミックMRイメージングの効果を明確にするために、第1の形態におけるダイナミックMRイメージングを説明する前に、ダイナミックMRイメージングで使用されている一手法であるキーホールイメージングについて説明する。
図3は、キーホールイメージングの一例の説明図である。
図3では、k空間のデータを収集するための複数のデータ収集期間が示されている。ここでは、説明の便宜上、造影剤が投与された後の4つのデータ収集期間A1、B、A2およびA3のみを示している。各データ収集期間では、シーケンスVが複数回実行される。図3には、シーケンスVの一例として、3Dグラディエントエコー系のシーケンスが示されている。キーホールイメージングでは、k空間を低周波領域と高周波領域に分けて、データ収集を行う。図4に、k空間を低周波領域と高周波領域に分けるときの一例を概略的に示す。図4では、k空間のkx方向は図示省略し、ky−kz面が示されている。キーホールイメージングでは、ky―kz面を、低周波領域RLと高周波領域RHに分ける。説明の便宜上、低周波領域RLには49個の格子点(黒丸で示されている)が含まれており、高周波領域RHには、176個の格子点(白丸で示されている)が含まれているとする。キーホールイメージングでは、図4に示すように、k空間を低周波領域RLと高周波領域RHに分けて、データ収集期間A1、B、A2およびA3ごとにデータ収集を行う(図5参照)。
図5は、データ収集期間A1、B、A2およびA3で収集されるk空間のデータを示す図である。
データ収集期間A1では、k空間の低周波領域RL内の49個の格子点(黒丸)の各々のデータが収集されるように、シーケンスVの位相エンコード勾配磁場が調整される。図5では、データ収集期間A1において収集された低周波領域のデータを、符号「DL1」で示してある。低周波領域のデータDL1を収集した後、次のデータ収集期間Bに移行する。
データ収集期間Bでは、k空間の高周波領域RH内の176個の格子点(白丸)の各々のデータが収集されるように、シーケンスVの位相エンコード勾配磁場が調整される。図5では、データ収集期間Bにおいて収集された高周波領域のデータを、符号「DH」で示してある。したがって、データ収集期間A1で得られたデータDL1と、データ収集期間Bで得られたデータDHにより、全ての格子点のデータを含むk空間データD1を得ることができる。k空間データD1を得た後、フーリエ変換を行うことにより、画像IMを作成することができる。データ収集期間Bが終了した後、次のデータ収集期間A2に移行する。
データ収集期間A2では、データ収集期間A1と同様に、k空間の低周波領域RL内の49個の格子点(黒丸)の各々のデータが収集されるように、シーケンスVの位相エンコード勾配磁場が調整される。図5では、データ収集期間A2において収集された低周波領域RLのデータを、符号「DL2」で示してある。データ収集期間Bで得られたデータDHと、データ収集期間A2で得られたデータDL2により、2番目のk空間データD2を得ることができる。k空間データD2を得た後、フーリエ変換を行うことにより、画像IMを作成することができる。データ収集期間A2が終了した後、次のデータ収集期間A3に移行する。
データ収集期間A3では、データ収集期間A1と同様に、k空間の低周波領域RL内の49個の格子点(黒丸)の各々のデータが収集されるように、シーケンスVの位相エンコード勾配磁場が調整される。図5では、データ収集期間A3において収集された低周波領域RLのデータを、符号「DL3」で示してある。データ収集期間Bで得られたデータDHと、データ収集期間A3で得られたデータDL3により、3番目のk空間のデータD3を得ることができる。k空間のデータD3を得た後、フーリエ変換を行うことにより、画像IMを作成することができる。
キーホールイメージングでは、データ収集期間Bで収集されるk空間の高周波領域RHのデータDHが、画像IM、IM、およびIMを作成するために使用されるk空間の高周波領域のデータとして共通に使用される。したがって、データ収集期間A1、A2、およびA3の間は、低周波領域RLのデータのみを収集すればよいので、短い時間間隔で画像IM、IM、およびIMを得ることができ、造影剤を用いたダイナミックMRIイメージングの時間分解能を向上させることができる。
ただし、造影剤を用いたダイナミックMRIイメージングでは、脂肪が高信号で描出されてしまうと、画像診断の妨げになることがある。したがって、造影剤を用いたダイナミックMRIイメージングでは、脂肪抑制を行うことも重要となる。そこで、図5に示したスキャンSCに対して、脂肪抑制法を適用する例について考える(図6参照)。
図6は、脂肪抑制法を適用する例の説明図である。
図6では、脂肪抑制パルスFを用いて脂肪抑制を行う例が示されている。以下に、脂肪抑制パルスFの脂肪抑制効果について説明する。
データ収集期間A1では、先ず、脂肪抑制パルスFが印加される。脂肪抑制パルスFが印加された後、シーケンスVが実行され、低周波領域RLのデータDL1が収集される。脂肪抑制を行う場合、脂肪抑制効果を高めるために、一般的には、脂肪抑制パルスFを印加したら、k空間の中心Cに近い格子点からデータを収集する。したがって、データ収集期間A1では、脂肪抑制パルスFを印加した直後は、低周波領域の中心Cの格子点のデータが収集される。そして、中心Cに近い格子点から順にデータが収集され、データ収集期間A1の終了時点に近づくに従い、低周波領域と高周波領域との境界Lの近傍に位置する格子点のデータが収集される。したがって、k空間の中心Cの近傍では、脂肪抑制パルスFの脂肪抑制効果が高いので、脂肪の信号強度は小さい(脂肪が十分に抑制されている)が、境界Lの近傍では、脂肪抑制パルスFの脂肪抑制効果が低くなり、k空間の中心Cの近傍よりも脂肪の信号強度が大きくなる。低周波領域RLのデータを収集した後、次のデータ収集期間Bに移行する。
データ収集期間Bでは、データ収集期間A1と同様に、先ず、脂肪抑制パルスFが印加される。脂肪抑制パルスFが印加された後、シーケンスVが実行され、高周波領域RHのデータDHが収集される。データ収集期間Bでも、脂肪抑制パルスFの脂肪抑制効果を高めるために、低周波領域側の格子点(つまり、境界Lの近傍に位置する格子点)からデータが収集される。そして、データ収集期間Bの終了時点に近づくに従い、境界Lから離れた位置における格子点のデータが収集される。したがって、境界Lの近傍では、脂肪抑制パルスFの脂肪抑制効果が高いので、脂肪の信号強度は小さい(脂肪が十分に抑制されている)が、境界Lから離れるに従って脂肪抑制パルスFの脂肪抑制効果が低くなり、脂肪の信号強度が大きくなる。
データ収集期間A1では低周波領域のデータDL1が収集され、データ収集期間Bでは高周波領域のデータDHが収集されるので、全ての格子点のデータを含むk空間データD1を得ることができる。しかし、低周波領域のデータDL1は、境界Lの近傍では脂肪の信号強度が大きく、一方、高周波領域のデータDHは、境界Lの近傍では脂肪の信号強度が小さいので、k空間データD1の境界Lに、信号強度が急激に変化する段差が現れる。k空間にこのような信号強度の段差が現れると、画像IMにゴーストが発生してしまい、画質が劣化するという問題がある。
高周波領域RHのデータを収集した後、データ収集期間A2およびA3においてデータ収集が実行される。データ収集期間A2およびA3でも、脂肪抑制パルスFが印加され、シーケンスVが実行される。したがって、k空間データD2およびD3でも、k空間のデータD1と同様に、境界Lにおいて信号強度の段差が現れる。このため、画像IMおよび画像IMにもゴーストが発生してしまい、画質が劣化するという問題がある。
そこで、第1の形態では、脂肪抑制パルスFを用いたスキャンであってもゴーストが低減されるように、ダイナミックMRイメージングを実行している。以下に、第1の形態におけるダイナミックMRイメージングについて説明する。
図7は、第1の形態におけるダイナミックMRイメージングのフローを示す図である。
第1の形態のフローは、2つのステップST1およびST2に分けられる。ステップST1は、k空間の格子点のデータの収集順序を決定するステップである。ステップST2は、ステップST1で決定したデータ収集順序に基づいてスキャンを実行するステップである。以下に、ステップST1およびST2について順に説明する。
図8は、ステップST1の説明図である。
ステップST1は、ステップST11〜ST13を有している。以下、ステップST11〜ST13について順に説明する。
ステップST11では、ナンバリング手段91(図2参照)が、k空間の格子点に、k空間の中心Cから近い順に1〜nの番号を付与する。図9に、各格子点に付与された番号を示す。第1の形態では、説明の便宜上、k空間の格子点の数は225個であるとする。したがって、k空間の格子点には、k空間の中心Cから近い順に、1〜225の番号が付される。
図9では、一つの格子点を一つの四角形で示してある。四角形の中に記載されている数字は、各格子点に付与された番号を表している。番号「1」は、k空間の中心C上の格子点に付与されている。そして、k空間の各格子点とk空間の中心Cにおける格子点(番号「1」)との距離dを求め、距離dの短い順に、番号「2」、「3」、「4」、・・・「225」が付与されている。したがって、距離dが短いほど(格子点がk空間の中心Cに近いほど)、格子点に付与される番号は小さいが、距離dが長いほど(格子点が中心Cから離れているほど)、格子点に付与される番号は大きくなる。以下では、説明の便宜上、各格子点を、各格子点に付された番号で呼ぶことにする(例えば、番号「1」が付された格子点は、「格子点1」と呼ぶことにする)。尚、k空間の格子点の中には、距離dが同じ値になる格子点がある(例えば、格子点2、格子点3、格子点4、および格子点5)。このような場合は、所定の条件(例えば、kz座標やky座標の座標値の違い)に基づいて、番号を付与する。したがって、225個の格子点に、異なる番号を付与することができる。各格子点に番号を付与した後、ステップST12に進む。
ステップST12では、設定手段92(図2参照)が、k空間上に、低周波領域と高周波領域との境界を設定する。図10に、低周波領域と高周波領域との境界Lの一例を示す。境界Lは、45個の格子点1〜格子点45を囲むように設定されており、格子点46〜格子点225は、境界Lの外側に位置している。図10では、境界Lの内側の格子点と、境界Lの外側の格子点とを区別するために、境界Lの内側の格子点は、黒丸で示してある。境界Lを設定した後、ステップST13に進む。
ステップST13では、交換手段93(図2参照)が、境界Lの内側の領域(低周波領域RL)に位置する45個の格子点1〜格子点45の一部の格子点の番号を、境界Lの外側の領域(高周波領域RH)に位置する格子点の番号と交換する。以下に、交換の方法について説明する。
第1の形態では、交換手段93は、先ず、境界Lの内側の領域(低周波領域RL)の中から、以下の式で規定される番号Npが付与された格子点Npを特定する。
Np=45−α(n−1) ・・・(1)
ここで、α:係数
n:1≦n≦nの範囲の整数
次に、交換手段93は、境界Lの外側の領域(高周波領域RH)の中から、以下の式で規定される番号Nqが付与された格子点Nqを特定する。
Nq=45+β・n ・・・(2)
ここで、β:係数
n:1≦n≦nの範囲の整数
尚、nの上限を規定するnは、以下の式を満たすように設定される。
45−α(n−1)≧1 ・・・(3)
45+β・n≦225 ・・・(4)
交換手段93は、式(1)で決定される格子点Npの番号と、式(2)で決定される格子点Nqの番号との交換を行う。尚、以下では、説明の便宜上、式(1)および(2)において、α=β=2とし、n=16であるとする。したがって、式(1)のNpおよび式(2)のNqは、以下の式で表される。
Np=45−2(n−1) ・・・(5)
ここで、n:1≦n≦16の範囲の整数

Nq=45+2・n ・・・(6)
ここで、n:1≦n≦16の範囲の整数
交換手段93は、式(5)および(6)のnに、n=1、2、3、・・・16を代入し、格子点Npの番号と格子点Nqの番号との交換を行う。具体的には、以下の手順で格子点の番号を交換する。
交換手段93は、先ず、式(5)および(6)のnにn=1を代入する。n=1では、Np=45、Nq=47である。したがって、n=1では、格子点45の番号「45」と格子点47の番号「47」が選択される。交換手段93は、選択された格子点45の番号「45」と、選択された格子点47の番号「47」とを交換する。図11に、番号が交換された後のk空間を概略的に示す。この交換により、格子点45は境界Lの外側の領域(高周波領域RH)に配置され、一方、格子点47は境界Lの内側の領域(低周波領域RL)に配置される。
次に、交換手段93は、式(5)および(6)のnにn=2を代入する。n=2では、Np=43、Nq=49である。したがって、n=2では、格子点43の番号「43」と格子点49の番号「49」が選択される。交換手段93は、選択された格子点43の番号「43」と、選択された格子点49の番号「49」とを交換する。図12に、番号が交換された後のk空間を概略的に示す。この交換により、格子点43は境界Lの外側の領域(高周波領域RH)に配置され、一方、格子点49は境界Lの内側の領域(低周波領域RL)に配置される。
次に、交換手段93は、式(5)および(6)のnにn=3を代入する。n=3では、Np=41、Nq=51である。したがって、n=3では、格子点41の番号「41」と格子点51の「番号「51」が選択される。交換手段93は、選択された格子点41の番号「41」と、選択された格子点51の番号「51」とを交換する。図13に、番号が交換された後のk空間を概略的に示す。この交換により、格子点41は境界Lの外側の領域(高周波領域RH)に配置され、一方、格子点51は境界Lの内側の領域(低周波領域RL)に配置される。
以下同様に、交換手段93は、nの値がn=16になるまで、nの値をインクリメントする。n=16では、Np=15、Nq=77である。したがって、交換手段93は、格子点15の番号「15」と格子点77の番号「77」とを交換する。このようにして、格子点Npと格子点Nqの番号が交換される。図14に、1≦n≦16の間で格子点の番号を交換したときの様子を概略的に示す。
このように、ステップST13では、低周波領域RLに含まれる複数の格子点のうち、境界L側に位置する格子点に付与された番号と、高周波領域RHに含まれる複数の格子点のうち、境界L側に位置する格子点に付与された番号とが交換される。したがって、格子点1〜格子点45のうち番号が交換されない格子点(例えば、格子点1)は低周波領域RLに残るが、格子点1〜格子点45のうち番号が交換された格子点(例えば、格子点15)は境界Lに対して高周波領域RH側に配置される。また、格子点46〜格子点225のうち番号が交換されない格子点(例えば、格子点225)は高周波領域RLに残るが、格子点46〜格子点225のうち番号が交換された格子点(例えば、格子点47)は境界Lに対して低周波領域RL側に配置される。
第1の形態では、図14に示す各格子点に付与されている番号「1」〜「225」が、各格子点のデータが収集される順番を表している。このようにして、各格子点のデータの収集順序を決定することができる。また、図14において、格子点1〜格子点45は、後述するステップST2で実行されるスキャンのデータ収集期間A1、A2、およびA3(図15参照)でデータ収集される格子点を表しており、一方、格子点46〜格子点225は、後述するステップST2で実行されるスキャンのデータ収集期間B(図15参照)でデータ収集される格子点を表している。したがって、ステップST1を実行することにより、k空間に含まれる複数の格子点の中から、データ収集期間A1、A2、およびA3(図15参照)でデータ収集される格子点1〜格子点45と、データ収集期間B(図15参照)でデータ収集される格子点46〜格子点225を決定することができる。図14に示す格子点1〜格子点225を決定したら、ステップST1のフローを終了する。ステップST1が終了した後、ステップST2(図7参照)に進む。
ステップST2では、格子点1〜格子点255のデータの収集するためのスキャンを実行する。
図15は、ステップST2において実行されるスキャンSCの説明図である。
スキャンSCでは、先ず、データ収集期間A1において、脂肪抑制パルスFが印加される。脂肪抑制パルスFが印加された直後に、シーケンスVが実行される。データ収集期間A1では、格子点に付与された番号順に、格子点1〜格子点45のデータDA1を収集する。図15では、図面の制約上、データ収集期間A1において収集された格子点1〜格子点45のデータを「●」(黒丸)で示してある。格子点1〜格子点45のデータを収集した後、次のデータ収集期間Bに移行する。
データ収集期間Bでも、データ収集期間A1と同様に、脂肪抑制パルスFが印加される。脂肪抑制パルスFが印加された直後に、シーケンスVが実行される。データ収集期間Bでは、格子点に付与された番号順に、格子点46〜格子点225のデータを収集する。図15では、図面の制約上、データ収集期間Bにおいて収集された格子点46〜格子点225のデータを「○」(白丸)で示してある。
データ収集期間A1で得られたデータDA1と、データ収集期間Bで得られたデータDBにより、格子点1〜格子点225のデータを含むk空間データD1を得ることができる。
図16は、k空間データD1の拡大図である。
データ収集期間A1では、以下の格子点のデータが収集される。
(a1)k空間の中心の格子点1のデータ、および格子点1の近傍の格子点(例えば、格子点6)のデータ
(a2)低周波領域RLのうちの高周波領域RH側に位置する複数の格子点のうちの一部の格子点(例えば、格子点32、格子点36)のデータ
(a3)高周波領域RHのうちの低周波領域RL側に位置する複数の格子点のうちの一部の格子点(例えば、格子点35、格子点39)のデータ
一方、データ収集期間Bでは、以下の格子点のデータが収集される。
(b1)高周波領域RHの外縁に近い格子点(例えば、格子点225)のデータ
(b2)高周波領域RHのうちの低周波領域RL側に位置する複数の格子点のうちの一部の格子点(例えば、格子点48、格子点64)のデータ
(b3)低周波領域RLのうちの高周波領域RH側に位置する複数の格子点のうちの一部の格子点(例えば、格子点51、格子点63)のデータ
したがって、データ収集期間A1では、低周波領域RLの格子点のデータだけでなく、高周波領域RHの格子点のデータも収集される。また、データ収集期間Bでは、高周波領域RHの格子点のデータだけでなく、低周波領域RLの格子点のデータも収集される。
図17〜図19は、k空間データD1を3つの部分に分けて示した図である。
図17はk空間データD1の中央部分R1を示す図、図18はk空間データD1の外縁部分R2を示す図、図19は境界Lの近傍部分R3を示す図である。以下、図17〜図19について説明する。
k空間データD1の中央部分R1(図17参照)では、データ収集期間A1で収集されたデータのみが配置されており、k空間データD1の外縁部分R2(図18参照)では、データ収集期間Bで収集されたデータのみが配置されている。
しかし、境界Lの近傍部分R3(図19参照)では、データ収集期間A1で収集されたデータと、データ収集期間Bで収集されたデータとの両方が配置されている。例えば、境界Lの内側(低周波領域RL側)では、データ収集期間A1で収集された格子点(例えば、格子点32、格子点36)のデータや、データ収集期間Bで収集された格子点(例えば、格子点51、格子点63)のデータが配置されている。また、境界Lの外側(高周波領域RH側)では、データ収集期間A1で収集された格子点(例えば、格子点35、格子点39)のデータや、データ収集期間Bで収集された格子点(例えば、格子点48、格子点64)のデータが配置されている。したがって、境界Lの近傍部分R3では、データ収集期間A1で収集された格子点のデータと、データ収集期間A1で収集された格子点のデータとが、ky方向およびkz方向に分散するように配置されていることがわかる。
図15に戻って説明を続ける。
画像作成手段94(図2参照)は、k空間データD1をフーリエ変換する。これにより、画像IMを作成することができる。
データ収集期間BにおいてデータDBを収集した後、データ収集期間A2およびA3で更にデータが収集される。
データ収集期間A2でも、脂肪抑制パルスFが印加される。脂肪抑制パルスFが印加された直後に、シーケンスVが実行される。データ収集期間A2では、格子点に付与された番号順に、格子点1〜格子点45のデータDA2を収集する。したがって、データ収集期間Bで得られたデータDBと、データ収集期間A2で得られたデータDA2により、格子点1〜格子点225のデータを含む2番目のk空間データD2を得ることができる。
k空間データD2を得た後、画像作成手段94は、k空間データD2をフーリエ変換する。これにより、画像IMを作成することができる。データ収集期間A2においてデータDA2を収集した後、データ収集期間A3に移行する。
データ収集期間A3でも、脂肪抑制パルスFが印加される。脂肪抑制パルスFが印加された直後に、シーケンスVが実行される。データ収集期間A3では、格子点に付与された番号順に、格子点1〜格子点45のデータDA3を収集する。したがって、データ収集期間Bで得られたデータDBと、データ収集期間A3で得られたデータDA3により、格子点1〜格子点225のデータを含む3番目のk空間データD3を得ることができる。
k空間データD3を得た後、画像作成手段94は、k空間データD3をフーリエ変換する。これにより、画像IMを作成することができる。
このようにしてスキャンSCが実行され、図7のフローが終了する。
第1の形態では、ステップST13において、低周波領域に位置する一部の格子点の番号と、高周波領域に位置する一部の格子点の番号が交換される。したがって、図14に示すように、格子点1〜格子点45のうちの一部の格子点(例えば、格子点35、格子点39)は、境界Lに対して高周波領域RH側に位置する。また、格子点46〜格子点225のうち一部の格子点(例えば、格子点51、格子点63)は境界Lに対して低周波領域RL側に位置する。そして、ステップST2において、データ収集期間A1(A2およびA3)では格子点1〜格子点45のデータを収集し、データ収集期Bでは格子点46〜格子点225のデータを収集する。したがって、境界Lの近傍部分R3(図19参照)では、データ収集期間A1(A2およびA3)で収集された格子点のデータと、データ収集期間Bで収集された格子点のデータが、ky方向およびkz方向に分散するように配置される。このため、境界Lの近傍部分R3において、信号強度の大きいデータと信号強度の小さいデータが分散するように配置されるので、信号強度の差が原因で生じるアーチファクト(例えば、ゴースト)を低減することができる。
尚、第1の形態では、データ収集期間A1、B、A2、およびA3では1個の脂肪抑制パルスFが印加されている(図15参照)。しかし、データ収集期間Bは、データ収集期間A1、A2、およびA3よりも収集するデータ数が多い。したがって、データ収集期間Bでは、データ収集期間Bの終了に近づくにつれて、脂肪抑制パルスFの脂肪抑制効果が低下してしまい、データ収集期間A1、A2、およびA3と同等の脂肪抑制効果が得られないことが考えられる。そこで、データ収集期間Bでは、データ収集期間A1、A2、およびA3よりも収集するデータ数が多いことを考慮して、複数の脂肪抑制パルスを印加することが望ましい(図20参照)。
図20は、データ収集期間Bに複数の脂肪抑制パルスを印加した例を示す図である。
図20には、データ収集期間Bに、4つの脂肪抑制パルスF1〜F4が印加される例が示されている。脂肪抑制パルスF1とF2との間に、格子点46〜格子点90のデータが収集される。脂肪抑制パルスF2とF3との間に、格子点91〜格子点135のデータが収集される。脂肪抑制パルスF3とF4との間に、格子点136〜格子点180のデータが収集される。脂肪抑制パルスF4の後には、格子点181〜格子点225のデータが収集される。
データ収集期間Bでは、脂肪抑制パルスを印加した後に45個の格子点のデータを収集するサイクルが4回繰り返されている。したがって、データ収集期間Bでも、データ収集期間A1、A2、およびA3と同様の脂肪抑制効果を得ることができる。
尚、第1の形態では、式(1)および(2)の係数αおよび係数βを、α=β=2に設定している。したがって、格子点Npの番号は2番づつ小さくなるように選択され、格子点Nqの番号は2番づつ大きくなるように選択されている。しかし、α=β=2に限定されることはなく、別の値に設定してもよい。例えば、α=β=3に設定した場合は、格子点Npの番号は3番づつ小さくなるように選択され、格子点Nqの番号は3番づつ大きくなるように選択されるので、交換される格子点の間隔を広げることができる。また、αおよびβは、必ずしも同じ値に設定する必要はなく、異なっていてもよい。更に、αおよびβを、格子点と境界との距離に応じて変更してもよい。例えば、格子点NpおよびNqと境界Lとの距離が近いうちは、α=β=2で格子点Npの番号と格子点Nqの番号との交換を行い、格子点NpおよびNqと境界Lとの距離が遠くなってきたら、α=β=3に変更し格子点の番号の交換を行ってもよい。αおよびβを、格子点と境界との距離に応じて変更することにより、格子点のデータ収集順序に適した番号の交換を行うことができる。
第1の形態では、1つのデータ収集期間Bで格子点45〜格子点255のデータを収集している。しかし、データ収集期間Bを複数のデータ収集期間に分け、格子点45〜格子点225のデータを複数のデータ収集期間に分けて収集してもよい。以下に、格子点45〜格子点225のデータを複数のデータ収集期間に分けて収集する一例について説明する。
図21は、格子点45〜格子点225のデータを複数のデータ収集期間に分けて収集する一例の説明図である。図21では、データ収集期間Bを、2つのデータ収集期間B1およびB2に分けた例が示されている。
データ収集期間A1、A2、およびA3の各々は、格子点1〜格子点45のデータを収集するための期間である。一方、データ収集期間B1およびB2は、格子点45〜格子点225のデータを分割して収集するために設けられている。具体的には、データ収集期間B1は格子点46〜格子点135のデータを収集するための期間であり、データ収集期間B2は格子点136〜格子点225のデータを収集するための期間である。
図21では、データ収集期間A1で収集されたデータDA1と、データ収集期間B1で収集されたデータDB1と、データ収集期間B2で収集されたデータDB2により、1番目のk空間データD1が得られる。k空間データD1をフーリエ変換することにより、画像IMを作成することができる。
また、データ収集期間B1で収集されたデータDB1と、データ収集期間A2で収集されたデータDA2と、データ収集期間B2で収集されたデータDB2により、2番目のk空間データD2が得られる。k空間データD2をフーリエ変換することにより、画像IMを作成することができる。
そして、データ収集期間B1で収集されたデータDB1と、データ収集期間B2で収集されたデータDB2と、データ収集期間A3で収集されたデータDA3により、3番目のk空間データD3が得られる。k空間データD3をフーリエ変換することにより、画像IMを作成することができる。
尚、図21では、格子点46〜格子点135のデータをデータ収集期間B1で収集し、格子点136〜格子点225のデータをデータ収集期間B2で収集している。しかし、格子点46〜格子点225のデータをデータ収集期間B1およびB2に分けて収集する方法は、図21に限定されることはない。例えば、格子点46〜格子点225のうちの奇数番号の格子点のデータをデータ収集期間B1で収集し、格子点46〜格子点225のうちの偶数番号の格子点のデータをデータ収集期間B2で収集してもよい。
(2)第2の形態
第2の形態のMR装置は、第1の形態のMR装置と比較すると、プロセッサ9が実行する処理に相違点があるが、その他の点については第1の形態のMR装置と同じである。したがって、第2の形態のMR装置については、主に、プロセッサ9について説明する。
図22は、第2の形態におけるプロセッサ9が実行する処理の説明図である。
メモリ10には、プロセッサ9により実行されるプログラムが記憶されている。プロセッサ9は、メモリ10に記憶されているプログラムを読み出し、プログラムに記述されている処理を実行する。プロセッサ9は、メモリ10に記憶されているプログラムを読み出すことにより、ナンバリング手段91〜ソート手段95などを構成する。
ナンバリング手段91〜画像作成手段94は第1の形態と同じであるので説明は省略する。
ソート手段95は、格子点の番号を交換した後に、格子点の番号を並び替える手段である。
第2の形態では、プロセッサ9は、ナンバリング手段91〜ソート手段95を構成する一例である。尚、ナンバリング手段91、設定手段92、交換手段93、およびソート手段95を合わせたものが、決定手段に相当する。
以下に、第2の形態におけるダイナミックMRイメージングのフローについて、図7を参照しながら説明する。
ステップST1では、格子点のデータ収集順序を決定する(図23参照)。
図23は、第2の形態におけるステップST1のフローを示す図である。
ステップST11〜ステップST13は、第1の形態と同じであるので、説明は省略する。ステップST13において、番号を交換した後(図14参照)、ステップST14に進む。
ステップST14では、ソート手段95(図22参照)が、図14に示す格子点1〜格子点45の番号を並べ替える。具体的には、格子点がk空間の中心(格子点1)から離れるに従って番号が大きくなるように、図14に示す格子点1〜格子点45の番号を並べ替える。図24に、ソート手段95による番号の並替えが終了した後の格子点1〜格子点45の番号を示す。
第2の形態では、番号が並び替えられた後のk空間の各格子点に付与されている番号「1」〜「225」(図24参照)が、各格子点のデータが収集される順番を表している。尚、第2の形態でも、第1の形態と同様に、格子点1〜格子点45は、データ収集期間A1、A2、およびA3でデータ収集される格子点を表しており、一方、格子点46〜格子点225は、データ収集期間Bでデータ収集される格子点を表している。
ステップST14で番号を並び替えたら、ステップST1を終了する。ステップST1が終了した後、ステップST2(図7参照)に進む。
ステップST2ではスキャンが実行される。スキャンのデータ収集期間A1、A2、およびA3では、図24に示す各格子点に付与された番号順に、格子点1〜格子点45のデータが収集される。一方、データ収集期間Bでは、図24に示す各格子点に付与された番号順に、格子点46〜格子点225のデータを収集する。データを収集したら、フローを終了する。
第2の形態では、ソート手段95により、格子点1〜格子点45の番号は、格子点1に近い順に並べ替えられる。したがって、データ収集期間A1、A2、およびA3では、脂肪抑制パルスを印加した後、k空間の中心に近い格子点のデータから先に収集されるので、脂肪抑制パルスの脂肪抑制効果を更に高めることができる。尚、図24では、格子点1〜格子点45の番号のみを並べ替えた例について示されているが、格子点46〜格子点225の番号も、格子点がk空間の中心(格子点1)から離れるに従って番号が大きくなるように並べ替えてもよい。
第1および第2の形態では、データ収集期間A1、A2、およびA3において、1個の脂肪抑制パルスFが印加されている。しかし、データ収集期間A1、A2、およびA3において、複数の脂肪抑制パルスが印加されるようにしてもよい。図25は、データ収集期間A1に複数の脂肪抑制パルスを印加した例を示す図である。
図25には、データ収集期間A1に2つの脂肪抑制パルスF1およびF2が印加される例が示されている。脂肪抑制パルスF1とF2との間には、格子点1〜格子点22のデータが収集され、脂肪抑制パルスF2の後には、格子点23〜格子45のデータが収集される。
図25では、脂肪抑制パルスF1の後に、2つめの脂肪抑制パルスF2が印加されている。したがって、データ収集期間A1の途中で脂肪抑制パルスF1の脂肪抑制効果が低下しても、2つの脂肪抑制パルスF2により、データ収集期間A1が終了するまで、十分な脂肪抑制効果を維持することができる。また、図26に示すように、データ収集期間A1の前半で格子点1〜格子点45のうちの奇数番目の格子点のデータを先に収集し、データ収集期間A1の後半で格子点1〜格子点45のうちの偶数番目の格子点のデータを後に収集してもよい。
尚、第1および第2の形態では、ステップST12において、低周波領域と高周波領域との境界Lを設定し、境界Lの付近で番号の交換を行っている。しかし、本発明は、低周波領域と高周波領域との境界Lを設定する例に限定されることはなく、境界Lとは別の境界を設定し、当該別の境界の付近で番号の交換を行ってもよい。更に、境界Lを設定せずに、格子点1からの距離に基づいて、図14に示す格子点1〜格子点225を設定してもよい。
第1および第2の形態では、脂肪抑制パルスを用いた造影スキャンについて示されている。しかし、脂肪抑制パルスを用いない造影スキャンであっても、撮影部位に流入する造影剤の量に応じて、撮影部位から収集されるMR信号の信号強度は変化するので、信号強度の差によるアーチファクトが現れることがある。したがって、本発明は、脂肪抑制パルスを用いない造影スキャンを実行する場合にも適用することができる。
また、第1および第2の形態では、造影剤を用いたスキャンについて説明しているが、本発明は、信号強度の差によるアーチファクトが現れるスキャンであれば、造影剤を使用するか否かに関わらず適用することができる。更に、本発明は、上記のスキャン以外にも、信号強度の差によるアーチファクトが現れる他のスキャンに適用することができる。他のスキャンの例としては、例えば、被検体の呼吸情報を含むナビゲータエコーを収集するためのナビゲータシーケンスを用いたスキャンや、血流信号を抑制させるための血流抑制シーケンス(例えば、MSDE(Motion Sensitized Driven Equilibrium)シーケンス)を用いたスキャンなどが考えられる。
第1および第2の形態では、シーケンスVとして、3Dグラディエントエコー系のシーケンスVを使用した例が示されている。しかし、本発明は、3Dグラディエントエコー系のシーケンスに限定されることはなく、3Dグラディエントエコー系のシーケンスの代わりに、3Dスピンエコー系のシーケンスを用いてもよい。また、3Dシーケンスの代わりに、各スライス面のデータを収集する2Dシーケンスを用いてもよい。
第1および第2の形態では、1回のシーケンスVで1つの格子点に配置されるデータを収集している。しかし、EPI(Echo Planar Imaging)法などを用いて、1回のシーケンスVで複数の格子点のデータを収集してもよい。また、本発明は、位相エンコード数を少なくすることにより高速撮像を行うパラレルイメージング法でデータ収集を行う場合にも適用することができる。
2 マグネット
3 テーブル
3a クレードル
4 受信コイル
5 送信器
6 勾配磁場電源
7 受信器
8 コンピュータ
9 プロセッサ
10 メモリ
11 操作部
12 表示部
13 被検体
21 ボア
91 ナンバリング手段
92 設定手段
93 交換手段
94 画像作成手段
100 MR装置
101 造影剤投与装置

Claims (21)

  1. k空間の第1の領域に含まれる格子点のデータと、前記第1の領域に隣接する第2の領域に含まれる格子点のデータとを収集するためのスキャンを実行するスキャン手段を有する磁気共鳴装置であって、
    前記スキャン手段は、
    k空間の格子点のデータの収集が行われる第1のデータ収集期間において、前記第1の領域のうちの前記第2の領域側に位置する第1の複数の格子点のうちの一部の格子点のデータと、前記第2の領域のうちの前記第1の領域側に位置する第2の複数の格子点のうちの一部の格子点のデータとを収集し、
    k空間の格子点のデータの収集が行われる第2のデータ収集期間において、前記第1の複数の格子点のうちの、前記第1のデータ収集期間でデータが収集される格子点とは別の格子点のデータと、前記第2の複数の格子点のうちの、前記第1のデータ収集期間でデータが収集される格子点とは別の格子点のデータとを収集する、磁気共鳴装置。
  2. 前記第1のデータ収集期間においてデータが収集される格子点と、前記第2のデータ収集期間でデータが収集される格子点とを決定する決定手段を有する、請求項1に記載の磁気共鳴装置。
  3. 前記決定手段は、
    k空間の格子点に番号を付与するナンバリング手段と、
    前記第1の領域と前記第2の領域との境界を設定する設定手段と、
    前記第1の複数の格子点のうちの一部の格子点に付与された番号と、前記第2の複数の格子点のうちの一部の格子点に付与された番号とを交換する交換手段と、
    を有する、請求項2に記載の磁気共鳴装置。
  4. 前記スキャン手段は、
    前記第1のデータ収集期間では、前記第1の領域の中で、前記交換手段により番号の交換が行われていない格子点のデータと、前記第2の領域の中で、前記交換手段により番号の交換が行われた格子点のデータとを収集し、
    前記第2のデータ収集期間では、前記第1の領域の中で、前記交換手段により番号の交換が行われた格子点のデータと、前記第2の領域の中で、前記交換手段により番号の交換が行われていない格子点のデータとを収集する、請求項3に記載の磁気共鳴装置。
  5. 前記決定手段は、
    前記第1の領域の中で番号の交換が行われていない格子点と前記第2の領域の中で番号の交換が行われた格子点とを含む第3の複数の格子点の番号を並び替えるソート手段を有する、請求項3に記載の磁気共鳴装置。
  6. 前記スキャン手段は、
    前記第1のデータ収集期間では、前記ソート手段により番号が並び替えられた後の前記第3の複数の格子点の番号に従って、前記第3の複数の格子点の各々のデータを収集する、請求項5に記載の磁気共鳴装置。
  7. 前記ソート手段は、
    格子点がk空間の中心から離れるに従って番号が大きくなるように、前記第3の複数の格子点の番号を並び替える、請求項5又は6に記載の磁気共鳴装置。
  8. 前記交換手段は、
    前記第1の領域の中から格子点の番号がα番づつ小さくなるように選択された各格子点の番号と、前記第2の領域の中から格子点の番号がβ番づつ大きくなるように選択された各格子点の番号とを交換する、請求項3〜7のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
  9. 前記交換手段は、
    前記第1の領域の各格子点と前記境界との距離に応じてαの値を変更し、前記第2の領域の各格子点と前記境界との距離に応じてβの値を変更する、請求項8に記載の磁気共鳴装置。
  10. αの値はβの値に等しい、請求項8又は9に記載の磁気共鳴装置。
  11. 前記ナンバリング手段は、k空間の格子点とk空間の中心との距離に基づいて、格子点に番号を付与する、請求項3〜10のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
  12. 前記スキャンは、前記第1のデータ収集期間と同じ格子点のデータを収集するための他の第1のデータ収集期間を有する、請求項1〜11のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
  13. 前記スキャン手段は、
    前記第2のデータ収集期間は、複数のデータ収集期間に分けられており、
    前記複数のデータ収集期間は、互いに異なる格子点のデータを収集する、請求項1〜12のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
  14. 前記第1の領域はk空間の中心を含む低周波領域であり、
    前記第2の複数は高周波領域である、請求項1〜13のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
  15. 前記スキャン手段は、
    前記第1のデータ収集期間において、前記第1の複数の格子点のうちの一部の格子点のデータと、前記第2の複数の格子点のうちの一部の格子点のデータとを収集するための第1のシーケンスを実行し、
    前記第2のデータ収集期間において、前記第1の複数の格子点のうちの、前記第1のデータ収集期間でデータが収集される格子点とは別の格子点のデータと、前記第2の複数の格子点のうちの、前記第1のデータ収集期間でデータが収集される格子点とは別の格子点のデータとを収集するための第2のシーケンスを実行する、請求項1〜14のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
  16. 前記スキャン手段は、
    前記第1のデータ収集期間では、脂肪抑制パルスを印加した後で、前記第1のシーケンスを実行し、
    前記第2のデータ収集期間では、脂肪抑制パルスを印加した後で、前記第2のシーケンスを実行する、請求項15に記載の磁気共鳴装置。
  17. 前記第1のデータ収集期間又は前記第2のデータ収集期間では、複数の脂肪抑制パルスが印加される、請求項16に記載の磁気共鳴装置。
  18. 前記スキャン手段は、
    前記第1のデータ収集期間では、被検体の呼吸情報を含むナビゲータエコーを収集するための第1のナビゲータシーケンスを実行し、前記第1のナビゲータシーケンスを実行した後で、前記第1のシーケンスを実行し、
    前記第2のデータ収集期間では、被検体の呼吸情報を含むナビゲータエコーを収集するための第2のナビゲータシーケンスを実行し、前記第2のナビゲータシーケンスを実行した後で、前記第2のシーケンスを実行する、請求項15〜17のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
  19. 前記スキャン手段は、
    前記第1のデータ収集期間では、血流信号を低下させるための第1の血流抑制シーケンスを実行し、前記第1の血流抑制シーケンスを実行した後で、前記第1のシーケンスを実行し、
    前記第2のデータ収集期間では、血流信号を低下させるための第2の血流抑制シーケンスを実行し、前記第2の血流抑制シーケンスを実行した後で、前記第2のシーケンスを実行する、請求項15〜18のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
  20. 前記スキャン手段は、造影剤が投与された被検体のスキャンを実行する、請求項1〜19のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
  21. 前記第1のデータ収集期間により収集されたk空間の格子点のデータと前記第2のデータ収集期間により収集されたデータとに基づいて画像を作成する画像作成手段を有する、請求項1〜20のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
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