JP2017121462A - 磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像時間を短縮できる磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング方法を提供すること。【解決手段】磁気共鳴イメージング装置１００は、シーケンス制御回路１２０を備える。シーケンス制御回路１２０は、複数のスライスにわたって傾斜磁場下でＭＴパルスを印加し、ＭＴパルスが印加された複数のスライスそれぞれに対して、複数のスライスそれぞれにおける所定のプロトンの共鳴周波数に対応する周波数のＲＦパルスを印加する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング方法に関する。

磁気共鳴イメージングにおいて、ＣＥＳＴ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）効果を用いた手法が知られている。この手法では、自由水プロトン以外のプロトンの共鳴周波数に対応するＭＴ（Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）パルスが飽和パルスとして印加される。続いて、自由水プロトンの共鳴周波数に対応するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）パルスが印加される。続いて、所定の時間経過時に自由水プロトンの信号が収集される。これにより、自由水プロトン以外のプロトンから自由水プロトンへの磁化移動に対応するデータが収集される。

しかし、このパルスシーケンス（ＣＥＳＴスキャン）は、一般に撮影に時間を要する。

特開２０１５−０５８１４５号公報 特表２００８−５３８９７２号公報

本発明が解決しようとする課題は、撮像時間を短縮することができる磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング方法を提供することである。

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、シーケンス制御回路を備える。シーケンス制御回路は、複数のスライスにわたって傾斜磁場下でＭＴパルスを印加し、ＭＴパルスが印加された複数のスライスそれぞれに対して、複数のスライスそれぞれにおける所定のプロトンの共鳴周波数に対応する周波数のＲＦパルスを印加する。

図１は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の行う処理について説明するための図である。 図３Ａは、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の行う処理について説明するための図である。 図３Ｂは、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の行う処理について説明するための図である。 図４は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が実行するパルスシーケンスを表すパルスシーケンス図である。 図５Ａは、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明するための図である。 図５Ｂは、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明するための図である。 図５Ｃは、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明するための図である。 図５Ｄは、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明するための図である。 図５Ｅは、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明するための図である。 図５Ｆは、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明するための図である。 図５Ｇは、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が行う処理の手順について説明するためのフローチャートである。 図７は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が生成するデータの一例を示す図である。 図８Ａは、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明する図である。 図８Ｂは、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明する図である。 図９は、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が行う処理の手順について説明するためのフローチャートである。 図１０Ａは、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明した図である。 図１０Ｂは、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明した図である。 図１０Ｃは、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明した図である。 図１０Ｄは、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明した図である。 図１０Ｅは、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明した図である。 図１０Ｆは、第３の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明した図である。 図１１Ａは、第３の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明した図である。 図１１Ｂは、第３の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明した図である。 図１１Ｃは、第３の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明した図である。 図１２は、実施形態に係る画像処理装置のハードウェア構成を示す図である。

以下、図面を参照しながら、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（以下、適宜「ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置」）及び磁気共鳴イメージング方法を説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、各実施形態において説明する内容は、原則として、他の実施形態においても同様に適用することができる。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００を示すブロック図である。図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置１００は、静磁場磁石１０１と、静磁場電源１０２と、傾斜磁場コイル１０３と、傾斜磁場電源１０４と、寝台１０５と、寝台制御回路１０６と、送信コイル１０７と、送信回路１０８と、受信コイル１０９と、受信回路１１０と、シーケンス制御回路１２０と、コンピューター１３０（「画像処理装置」とも称される）とを備える。なお、磁気共鳴イメージング装置１００に、被検体Ｐ（例えば、人体）は含まれない。また、図１に示す構成は一例に過ぎない。例えば、シーケンス制御回路１２０及びコンピューター１３０内の各部は、適宜統合若しくは分離して構成されてもよい。

静磁場磁石１０１は、中空の略円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に静磁場を発生する。静磁場磁石１０１は、例えば、超伝導磁石等であり、静磁場電源１０２から電流の供給を受けて励磁する。静磁場電源１０２は、静磁場磁石１０１に電流を供給する。なお、静磁場磁石１０１は、永久磁石でもよく、この場合、磁気共鳴イメージング装置１００は、静磁場電源１０２を備えなくてもよい。また、静磁場電源１０２は、磁気共鳴イメージング装置１００とは別に備えられてもよい。

傾斜磁場コイル１０３は、中空の略円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石１０１の内側に配置される。傾斜磁場コイル１０３は、互いに直交するＸ、Ｙ、及びＺの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成されており、これら３つのコイルは、傾斜磁場電源１０４から個別に電流の供給を受けて、Ｘ、Ｙ、及びＺの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生する。傾斜磁場コイル１０３によって発生するＸ、Ｙ、及びＺの各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス用傾斜磁場Ｇs、位相エンコード用傾斜磁場Ｇe、及びリードアウト用傾斜磁場Ｇrである。傾斜磁場電源１０４は、傾斜磁場コイル１０３に電流を供給する。

寝台１０５は、被検体Ｐが載置される天板１０５ａを備え、寝台制御回路１０６による制御の下、天板１０５ａを、被検体Ｐが載置された状態で、傾斜磁場コイル１０３の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、寝台１０５は、長手方向が静磁場磁石１０１の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御回路１０６は、コンピューター１３０による制御の下、寝台１０５を駆動して天板１０５ａを長手方向及び上下方向へ移動する。

送信コイル１０７は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、送信回路１０８からＲＦパルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。送信回路１０８は、対象とする原子の種類及び磁場強度で定まるラーモア（Larmor）周波数に対応するＲＦパルスを送信コイル１０７に供給する。

受信コイル１０９は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから発せられる磁気共鳴信号を受信する。受信コイル１０９は、磁気共鳴信号を受信すると、受信した磁気共鳴信号を受信回路１１０へ出力する。

なお、上述した送信コイル１０７及び受信コイル１０９は一例に過ぎない。送信機能のみを備えたコイル、受信機能のみを備えたコイル、若しくは送受信機能を備えたコイルのうち、１つ若しくは複数を組み合わせることによって構成されればよい。

受信回路１１０は、受信コイル１０９から出力される磁気共鳴信号を検出し、検出した磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴データを生成する。具体的には、受信回路１１０は、受信コイル１０９から出力される磁気共鳴信号をデジタル変換することによって磁気共鳴データを生成する。また、受信回路１１０は、生成した磁気共鳴データをシーケンス制御回路１２０へ送信する。なお、受信回路１１０は、静磁場磁石１０１や傾斜磁場コイル１０３等を備える架台装置側に備えられてもよい。

シーケンス制御回路１２０は、コンピューター１３０から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源１０４、送信回路１０８及び受信回路１１０を駆動することによって、被検体Ｐの撮像を行う。ここで、シーケンス情報は、撮像を行うための手順を定義した情報である。シーケンス情報には、傾斜磁場電源１０４が傾斜磁場コイル１０３に供給する電流の強さや電流を供給するタイミング、送信回路１０８が送信コイル１０７に供給するＲＦパルスの強さやＲＦパルスを印加するタイミング、受信回路１１０が磁気共鳴信号を検出するタイミング等が定義される。例えば、シーケンス制御回路１２０は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路である。

なお、シーケンス制御回路１２０は、傾斜磁場電源１０４、送信回路１０８及び受信回路１１０を駆動して被検体Ｐを撮像した結果、受信回路１１０から磁気共鳴データを受信すると、受信した磁気共鳴データをコンピューター１３０へ転送する。コンピューター１３０は、磁気共鳴イメージング装置１００の全体制御や、画像の生成等を行う。コンピューター１３０は、記憶回路１３２、入力装置１３４、ディスプレイ１３５、処理回路１５０を備える。処理回路１５０は、インタフェース機能１３１、制御機能１３３、及び画像生成機能１３６を備える。

第１の実施形態では、インタフェース機能１３１、制御機能１３３、画像生成機能１３６にて行われる各処理機能は、コンピューターによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１３２へ記憶されている。処理回路１５０はプログラムを記憶回路１３２から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１５０は、図１の処理回路１５０内に示された各機能を有することになる。なお、図１においては単一の処理回路１５０にて、インタフェース機能１３１、制御機能１３３、画像生成機能１３６にて行われる処理機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１５０を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。

換言すると、上述のそれぞれの機能がプログラムとして構成され、１つの処理回路１５０が各プログラムを実行する場合であってもよいし、特定の機能が専用の独立したプログラム実行回路に実装される場合であってもよい。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）或いは、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路１３２に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

なお、記憶回路１３２にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、寝台制御回路１０６、送信回路１０８、受信回路１１０等も同様に、上記のプロセッサ等の電子回路により構成される。

処理回路１５０は、インタフェース機能１３１により、シーケンス情報をシーケンス制御回路１２０へ送信し、シーケンス制御回路１２０から磁気共鳴データを受信する。また、インタフェース機能１３１を有する処理回路１５０は、磁気共鳴データを受信すると、受信した磁気共鳴データを記憶回路１３２に格納する。記憶回路１３２に格納された磁気共鳴データは、制御機能１３３によってｋ空間に配置される。この結果、記憶回路１３２は、ｋ空間データを記憶する。

記憶回路１３２は、インタフェース機能１３１を有する処理回路１５０によって受信された磁気共鳴データや、制御機能１３３を有する処理回路１５０によってｋ空間に配置されたｋ空間データ、画像生成機能１３６を有する処理回路１５０によって生成された画像データ等を記憶する。例えば、記憶回路１３２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等である。

入力装置１３４は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力装置１３４は、例えば、マウスやトラックボール等のポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスである。ディスプレイ１３５は、制御機能１３３を有する処理回路１５０による制御の下、撮像条件の入力を受け付けるためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）や、画像生成機能１３６を有する処理回路１５０によって生成された画像等を表示する。ディスプレイ１３５は、例えば、液晶表示器等の表示デバイスである。

処理回路１５０は、制御機能１３３により、磁気共鳴イメージング装置１００の全体制御を行い、撮像や画像の生成、画像の表示等を制御する。例えば、制御機能１３３を有する処理回路１５０は、撮像条件（撮像パラメータ等）の入力をＧＵＩ上で受け付け、受け付けた撮像条件に従ってシーケンス情報を生成する。また、制御機能１３３を有する処理回路１５０は、生成したシーケンス情報をシーケンス制御回路１２０へ送信する。処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、ｋ空間データを記憶回路１３２から読み出し、読み出したｋ空間データにフーリエ変換等の再構成処理を施すことで、画像を生成する。

続いて、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００について、図２〜図７を用いて簡単に説明する。ここで、図２、図３Ａ、図３Ｂは、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の行う処理について説明するための図である。また、図４は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が実行するパルスシーケンスを表すパルスシーケンス図である。また、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、図５Ｅ、図５Ｆ、図５Ｇは、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明するための図である。また、図６は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が行う処理の手順について説明するためのフローチャートである。また、図７は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が生成するデータの一例を示す図である。

まず、化学交換飽和移動（ＣＥＳＴ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ Ｔｒａｓｆｅｒ）について簡単に説明する。自由水（バルク水）におけるプロトンと高分子のプロトンとは、互いに交換される。例えば、アミド基（−ＮＨ）、ヒドロキシル基（−ＯＨ）、及びアミノ基（−ＮＨ_２）等の、高分子のプロトンは、交換性プロトンである。化学交換飽和移動は、アミド基（−ＮＨ）、ヒドロキシル基（−ＯＨ）、及びアミノ基（−ＮＨ_２）等のプロトンと自由水におけるプロトンとが交換されることを利用した磁気共鳴イメージング手法である。

まず、シーケンス制御回路１２０は、自由水の共鳴周波数から離れた周波数（ｏｆｆ−ｒｅｓｏｎａｎｃｅな周波数）であって、交換性プロトン（例えば高分子のプロトン）の共鳴周波数で、周波数選択ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）パルス（ＭＴ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）パルス）を印加する。この結果、交換性プロトンが、印加されるＭＴパルスによって飽和する。続いて、交換性プロトンが、自由水プロトンと化学交換される。この結果、自由水プロトンの信号が飽和する。続いて、シーケンス制御回路１２０は、自由水プロトンの共鳴周波数に対応するＲＦパルスを印加する。シーケンス制御回路１２０は、所定時間経過時に、データを収集する。磁気共鳴イメージング装置１００は、交換性プロトンと、自由水プロトンとの化学交換の大きさをイメージングすることができる。

典型的な状況において、高分子などの交換性プロトンのＴ_２緩和時間は、自由水のプロトンのＴ_２緩和時間に比べて極めて短い。従って、直接的に、高分子などの交換性プロトンのＴ_２緩和時間（高分子の磁化）を用いて磁気共鳴イメージングを行うことは難しい。これに対して、自由水のＴ_２緩和時間（自由水の磁化）は、磁気共鳴イメージングを行うのに適している。従って、磁気共鳴イメージング装置１００は、高分子のＴ_２緩和時間を直接観測してイメージングを行うことは難しい場合でも、化学交換を通じて低下した自由水プロトンの磁化（以下、「信号」と呼ぶ）を観測することで、高分子のプロトンに関して間接的にイメージングを行うことができる。

ＣＥＳＴ効果は、「Ｚスペクトル」や、「ＭＴＲａｓｙｍスペクトル」と呼ばれる量を用いて記述される。処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、シーケンス制御回路１２０が実行したパルスシーケンスにより得られたデータから、ＺスペクトルやＭＴＲａｓｙｍスペクトルを生成する。

Ｚスペクトルとは、ＭＴパルス印加後に自由水プロトンに対応するＲＦパルスを印加したときの信号強度を、印加したＭＴパルスの周波数の関数として表したスペクトルである。図２は、Ｚスペクトルの一例を表した図である。横軸は印加されたＭＴパルスの周波数を表す。また、縦軸は、ＭＴパルス印加後に自由水プロトンに対応するＲＦパルスを印加したときの、自由水プロトンの信号値を表す。曲線１０は、Ｚスペクトルを表す。換言すると、曲線１０は、前述した自由水プロトンの磁化（「信号」）の、印加されたＭＴパルスの周波数依存性を表す。

シーケンス制御回路１２０が印加するＭＴパルスの周波数が、自由水のプロトンの共鳴周波数（０ｐｐｍ）に等しい時、信号は、最も低下する。また、矢印１１Ａは、アミド基プロトンの共鳴周波数に対応する周波数を表す。アミド基プロトンの共鳴周波数は、約３．５ｐｐｍである。矢印１１Ｂは、アミノ基プロトンの共鳴周波数に対応する周波数を表す。また、アミノ基プロトンの共鳴周波数は、約２ｐｐｍである。矢印１１Ｃは、ヒドロキシル基プロトンの共鳴周波数に対応する周波数を表す。ヒドロキシル基プロトンの共鳴周波数は、約１ｐｐｍである。

ＣＥＳＴ効果が存在しない時、Ｚスペクトルには、自由水プロトンの飽和の効果のみが反映される。この結果、Ｚスペクトルは、自由水プロトンの共鳴周波数を基準とした原点に対して、対称なスペクトルとなる。これに対して、ＣＥＳＴ効果が存在する場合、ＣＥＳＴ効果を反映して、Ｚスペクトルは、自由水プロトンの共鳴周波数を基準とした原点に対して、非対称なスペクトルとなる。例えば、シーケンス制御回路１２０が印加するＭＴパルスの周波数が「２ｐｐｍ」であった場合、ＭＴパルスによってアミノ基のプロトンが飽和し、自由水プロトンと化学交換が起こる。この結果、信号値は低下する。一方、シーケンス制御回路１２０が印加するＭＴパルスの周波数が「−２ｐｐｍ」であった場合、自由水プロトンと化学交換が起こるプロトンが「−２ｐｐｍ」には存在しない。この結果、信号値は低下しない。

換言すると、Ｚスペクトルの非対称性を表す量が、ＣＥＳＴ効果の大きさを表す量になる。ＭＴＲａｓｙｍスペクトルは、ＣＥＳＴ効果の大きさを表す量である。

例えば、周波数「−ｘ ｐｐｍ」のＭＴパルスを印加した時の信号強度が「Ｓ₋」であり、それとは対称な位置にある周波数「＋ｘ ｐｐｍ」のＭＴパルスを印加した時の信号強度が「Ｓ_＋」とし、ＭＴパルスを何も印加しなかった時の信号強度が「Ｓ_０」とすると、周波数「ｘ ｐｐｍ」におけるＭＴＲａｓｙｍスペクトルは、例えば、「（Ｓ_＋−Ｓ₋）÷Ｓ_０」の式により算出できる。

図３Ａ及び図３Ｂは、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００の有するシーケンス制御回路１２０が、マルチスライス同時収集を行わない場合に、実行するパルスシーケンスの例を示すパルスシーケンス図の一例である。

図３Ａでは、シーケンス制御回路１２０が、スピンエコーのパルスシーケンスを用いて撮像を行う場合について説明する。

図３Ａの最上段は、シーケンス制御回路１２０が印加するＲＦパルスを示している。プレシーケンス２０は、イメージングシーケンスに先立ってシーケンス制御回路１２０がＭＴパルスを印加するシーケンスを表す。ここで、イメージングシーケンスは、シーケンス制御回路１２０が撮像を行うシーケンスを表す。ＭＴパルス２０Ａ、ＭＴパルス２０Ｂ、ＭＴパルス２０Ｃ、ＭＴパルス２０Ｄは、プレシーケンス２０において、シーケンス制御回路１２０によって印加されるＭＴパルスを表す。また、９０度パルス２１は、シーケンス制御回路１２０によって印加される９０度ＲＦパルスを表す。また、１８０度パルス２６は、シーケンス制御回路１２０によって印加されるリフォーカスパルスを表す。

図３Ａの二段目は、シーケンス制御回路１２０が印加するスライス勾配を表している。スライス勾配２２は、それぞれ９０度パルス２１、リフォーカスパルス２６とともにシーケンス制御回路１２０によって印加されるスライス勾配を表している。

図３Ａの最下段は、生成されるエコーを表している。エコー２４は、スピンエコーのパルスシーケンスにより生成されるエコーを表している。

図３Ａの三段目は、シーケンス制御回路１２０が印加する位相エンコード勾配を表している。位相エンコード勾配２３は、シーケンス制御回路１２０によって印加さえる位相エンコード勾配を表している。

図３Ａの四段目は、シーケンス制御回路１２０が印加するリードアウト勾配を表している。リードアウト勾配２５は、エコー２４の生成と同時にシーケンス制御回路１２０により印加されるリードアウト勾配を示している。

シーケンス制御回路１２０は、プレシーケンス２０において、例えば、ＭＴパルス２０Ａ、ＭＴパルス２０Ｂ、ＭＴパルス２０Ｃ、ＭＴパルス２０Ｄを印加する。プレシーケンス２０は、１又は複数の任意の軸方向（スライス方向、位相エンコード方向、及び読み出し方向）に印加された傾斜スポイラパルスを含んでもよい。典型的には、ＭＴパルスは自由水の共鳴周波数から離れた（ｏｆｆ−ｒｅｓｏｎａｎｃｅな）周波数で印加される。シーケンス制御回路１２０は、ＭＴパルスを、スライス選択的に印加してもよく、またスライス非選択的に印加してもよい。ＭＴパルス２０Ａ、ＭＴパルス２０Ｂ、ＭＴパルス２０Ｃ、ＭＴパルス２０Ｄは、例えばｓｉｎｃ関数によりそれぞれ形成される、周波数選択的ＲＦパルスである。また、ＭＴパルス２０Ａ、ＭＴパルス２０Ｂ、ＭＴパルス２０Ｃ、ＭＴパルス２０Ｄは、例えば二項パルスである。

単一の周波数での励起により得られるＣＥＳＴ効果は、比較的小さい。例えば、正常組織において、ＣＥＳＴ効果による信号利得の効果は、所定周波数での正常組織については約２〜３％である。このため、シーケンス制御回路１２０は、プレシーケンス２０において、典型的には、ＭＴパルスを、所定の個数、例えば、２０個印加する。なお、図３Ａにおいては、シーケンス制御回路１２０が印加するＭＴパルスの個数が４個の場合について説明しているが、印加するＭＴパルスの個数はこれに限られない。

シーケンス制御回路１２０が、プレシーケンス２０において自由水プロトンの共鳴周波数から離れた周波数でＭＴパルスを印加すると、印加されたＭＴパルスの周波数に対応するプロトン（例えば、ヒドロキシル基のプロトン、アミド基のプロトン、アミノ基のプロトン）の磁化が飽和する。続いて、印加されたＭＴパルスの周波数に対応するプロトンと、自由水のプロトンとの間で化学交換が起こる。この結果、時間の経過とともに、印加されたＭＴパルスの周波数に対応するプロトンから、自由水プロトンへと磁化の飽和が移る。この結果、自由水プロトンの磁化が飽和する。この時、シーケンス制御回路１２０は、イメージングシーケンスを開始する。

シーケンス制御回路１２０は、イメージングシーケンスにおいて、９０度パルス２１、１８０度パルス２６を印加する。その結果、エコー２４が生成される。また、シーケンス制御回路１２０は、位相エンコード勾配２３を印加して位相エンコードを行う。シーケンス制御回路１２０は、エコー２４が生成されている間、リードアウト勾配２５を印加し、データ収集を行う。

一つのエコーに関するデータの収集が完了すると、シーケンス制御回路１２０は、位相エンコード勾配２３や、ＭＴパルス２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄの周波数の値を変えて収集を繰り返す。

図３Ｂは、シーケンス制御回路１２０が、グラジエントエコーを用いて収集を行う場合のパルスシーケンスの一例を示している。

図３Ｂの最上段は、シーケンス制御回路１２０が印加するＲＦパルスを示している。図３Ａと同様に、プレシーケンス２０は、イメージングシーケンスに先立ってシーケンス制御回路１２０がＭＴパルスを印加するシーケンスを表す。図３Ａと同様に、ＭＴパルス２０Ａ、ＭＴパルス２０Ｂ、ＭＴパルス２０Ｃ、ＭＴパルス２０Ｄは、プレシーケンス２０において、シーケンス制御回路１２０によって印加されるＭＴパルスを表す。また、９０度パルス２０１は、シーケンス制御回路１２０によって印加される９０度ＲＦパルスを表す。

図３Ｂの二段目は、シーケンス制御回路１２０が印加するスライス勾配を表している。スライス勾配２０２は、９０度パルス２０１とともにシーケンス制御回路１２０によって印加されるスライス選択のためのスライス勾配を表している。

図３Ｂの最下段は、生成されるエコーを表している。エコー２０４は、グラジエントエコーのパルスシーケンスにより生成されるエコーを表している。

図３Ｂの三段目は、シーケンス制御回路１２０が印加する位相エンコード勾配を表している。位相エンコード勾配２０３は、シーケンス制御回路１２０によって印加される位相エンコード勾配を表している。

図３Ｂの四段目は、シーケンス制御回路１２０が印加するリードアウト勾配を表している。リードアウト勾配２０５は、シーケンス制御回路１２０により印加されるリードアウト勾配を示している。リードアウト勾配２０５により、エコー２０４が生成される。

図３Ａと同様に、シーケンス制御回路１２０は、プレシーケンス２０において、ＭＴパルスを印加する。その後、シーケンス制御回路１２０は、イメージングシーケンスを開始する。

シーケンス制御回路１２０は、イメージングシーケンスにおいて、９０度パルス２０１を印加する。また、シーケンス制御回路１２０は、リードアウト勾配２０５を印加する。その結果、エコー２０４が生成される。また、シーケンス制御回路１２０は、位相エンコード勾配２０３を印加して位相エンコードを行う。シーケンス制御回路１２０は、エコー２０４が生成されている間、リードアウト勾配２０５を印加し、データ収集を行う。

このように、プレシーケンス２０とイメージングシーケンスとで、パルスシーケンスの繰り返し単位であるＴＲ（Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ）が構成される。このように、シーケンス制御回路１２０は、一つの繰り返し単位が終わると、位相エンコード量やＭＴパルスの周波数を変えて、次の繰り返し単位のパルスシーケンスを実行する。

次に、図４〜図７を用いて、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００の行うマルチスライス収集について説明する。初めに、ＣＥＳＴイメージングにおけるマルチスライス収集の技術背景について説明する。

ＣＥＳＴスキャンは、撮影に一般に時間を要する。例えば、ＣＥＳＴ効果は比較的小さな効果であるため、シーケンス制御回路１２０は、ＣＥＳＴイメージングを行うために、通常複数のＭＴパルスを繰り返し印加する。従って、プレシーケンス２０の時間が長くなる結果、撮影時間が長くなる。また、例えば、ＭＴパルスが印加された自由水プロトン以外のプロトンから、自由水プロトンへ磁化が移動するまで時間がかかるため、シーケンス制御回路１２０は、ＭＴパルスを印加してから、イメージングシーケンス２７０Ａを開始するまで、長い時間待機する。従って、プレシーケンス２０の時間が長くなる結果、撮影時間が長くなる。また、例えば、シーケンス制御回路１２０は、ＺスペクトルやＭＴＲａｓｙｍスペクトルを得るために、多くの周波数でデータ点を収集する。従って、撮影時間が長くなる。例えば、シーケンス制御回路１２０は、−６ｐｐｍから＋６ｐｐｍまでの周波数でデータ点を収集するので、撮影時間が長くなる。また、複数のスライスについてＺスペクトルを得る場合、シーケンス制御回路１２０は、スライスの枚数だけ撮影を繰り返すことになるから、撮影時間が長くなる。

このような背景のもと、シーケンス制御回路１２０は、マルチスライス同時収集を行って撮像時間を短縮する。シーケンス制御回路１２０は、マルチスライス同時収集を行うことにより、撮像時間を短縮し、かつ、各スライスで、ＭＴ効果を得ることができる。加えて、実施形態に係るマルチスライス同時収集については、さらなる利点がある可能性が考えられる。マルチスライスの系におけるＭＴ効果は、例えば所定のスライスについて着目してみると、シーケンス制御回路１２０が印加するＭＴパルスによる直接的、単一的な効果の効果以外の効果の寄与がある可能性が考えられる。例えば、隣接するスライスがＭＴパルスを印加されることによる間接的な寄与など、マルチスライスによって影響するＭＴ効果が起こる可能性が考えられ、この場合、ＣＥＳＴ効果が増大する。従って、実施形態に係るマルチスライス同時収集により、画質がさらに向上することが考えられる。

第１の実施形態では、シーケンス制御回路１２０が、単一周波数のＭＴパルスを印加してマルチスライス同時収集を行う場合について説明する。これにより、シーケンス制御回路１２０は、各スライスごとにＣＥＳＴスペクトルを収集する代わりに、例えば３スライスや５スライス同時に収集を行う。これにより、撮像時間が短くなる。これに対して、第２の実施形態では、シーケンス制御回路１２０が、複数の周波数のＭＴパルスを印加してマルチスライス同時収集を行う場合について説明する。これにより、各スライスでＭＴ効果を増大させつつ、撮像時間を短縮することができる。

図５Ａ〜図７を参照しながら、図４を用いて、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００が行う処理について説明する。図４は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００が実行するパルスシーケンスの例を表すパルスシーケンス図である。

図４の最上段は、シーケンス制御回路１２０が印加するＲＦパルスを表している。図４の最下段は、生成されるエコーを表している。ここで、シーケンス制御回路１２０は、例えばスライスＳ_１、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４に対して、マルチスライス同時収集を行う。図４の二段目、三段目、四段目、五段目は、それぞれ、スライスＳ_１、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４に対して行われる処理を示している。

シーケンス制御回路１２０は、プレシーケンス６０において、ＭＴパルス６０Ａを印加する。同時に、シーケンス制御回路１２０は、スライス方向に傾斜磁場を印加する。この時、例えば、正方形６１Ａで示されるように、スライスＳ_１においては、スライスＳ_１における自由プロトンの共鳴周波数を０ｐｐｍとして、＋５．５ｐｐｍの周波数の非共鳴プロトンが飽和される。同時に、正方形６２Ａで示されるように、スライスＳ_２においては、スライスＳ_２における自由プロトンの共鳴周波数（ラーモア周波数）を０ｐｐｍとして、＋４．５ｐｐｍの周波数の非共鳴プロトンが飽和される。同時に、正方形６３Ａで示されるように、スライスＳ_３においては、スライスＳ_３における自由プロトンの共鳴周波数（ラーモア周波数）を０ｐｐｍとして、＋３．５ｐｐｍの周波数の非共鳴プロトンが飽和される。同時に、正方形６４Ａで示されるように、スライスＳ_４においては、スライスＳ_４における自由プロトンの共鳴周波数（ラーモア周波数）を０ｐｐｍとして、＋２．５ｐｐｍの周波数の非共鳴プロトンが飽和される。また、スライスＳ_５（図４には図示されていない）においては、スライスＳ_５における自由プロトンの共鳴周波数（ラーモア周波数）を０ｐｐｍとして、＋１．５ｐｐｍの周波数の非共鳴プロトンが飽和される。

かかる点について、図５Ａ〜図５Ｄを用いて説明する。図５Ａに、シーケンス制御回路１２０が、ＭＴパルス６０Ａを印加したときのスライス方向の傾斜磁場とスライスとの関係が示されている。直線４０ｆは、傾斜磁場を表している。ここで、縦軸は傾斜磁場の大きさである。また、横軸は、ｚ軸、すなわちスライス方向の位置である。また、スライス４０Ａは、スライスＳ_１を表している。同様に、スライス４０Ｂ、スライス４０Ｃ、スライス４０Ｄ、スライス４０Ｅは、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５を表している。図５Ａに示されているように、スライスによって、磁場の大きさが異なる。

また、スライスＳ_１〜スライスＳ_５の選び方の一例は、例えば図５Ｂに示されている。図５Ｂの例では、スライスＳ_１〜スライスＳ_５は、被検体の頭部に、異なるアキシャル軸上の位置に配置されている。

図５Ｃに、このような状況における、スライスごとの自由水プロトンの共鳴周波数（ラーモア周波数）が示されている。自由水プロトンの共鳴周波数ωは、ω＝γ（Ｂ_０＋ｚＧ_ｚ）で表される。ここで、γは磁気回転比である。Ｂ_０は、静磁場の大きさである。ｚは、スライス方向の位置である。Ｇ_ｚは、スライス勾配磁場の大きさである。この式からわかるように、スライス勾配磁場の大きさＧ_ｚが有限の場合、スライス方向の位置ｚによって、自由水プロトンの共鳴周波数ωが異なる。今、スライスＳ_１における自由水プロトンの共鳴周波数の大きさが、例えば矢印で示される共鳴周波数４１Ａで表されるとする。この時、スライスＳ_２における自由水プロトンの共鳴周波数の大きさは、例えば矢印で示される共鳴周波数４１Ｂで表される。同様に、スライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５における自由水プロトンの共鳴周波数の大きさは、それぞれ矢印で示される共鳴周波数４１Ｃ、共鳴周波数４１Ｄ、共鳴周波数４１Ｅで表される。

図５Ｄに、このような状況において、ある一つの周波数のＭＴパルスをシーケンス制御回路１２０が印加した場合が示されている。シーケンス制御回路１２０は、例えば、ＭＴパルス４２で示されているような周波数のＭＴパルスを、例えば図４のＭＴパルス６０Ａのように印加する。ここで、ＭＴパルス４２の周波数は、スライスＳ_１では、例えば矢印４３Ａのように表される。また、ＭＴパルス４２の周波数は、スライスＳ_２では、例えば矢印４３Ｂのように表される。また、同様に、ＭＴパルス４２の周波数は、スライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５では、それぞれ矢印４３Ｃ、矢印４３Ｄ、矢印４３Ｅのように表される。

換言すると、印加されるＭＴパルス４２の周波数の「絶対的な」値は、どのスライスでも等しい。

しかしながら、各スライスにおける自由水プロトンの共鳴周波数を基準周波数「０ｐｐｍ」としたときの印加されるＭＴパルス４２の周波数の「相対的な」値は、各スライスで異なる。例えば、シーケンス制御回路１２０がスライスＳ_１に対して印加するＭＴパルス４２の周波数は、スライスＳ_１における自由水プロトンの共鳴周波数を基準周波数「０ｐｐｍ」として、矢印４３Ａに示されるように、「５．５ｐｐｍ」となる。また、シーケンス制御回路１２０がスライスＳ_２に対して印加するＭＴパルス４２の周波数は、スライスＳ_２における自由水プロトンの共鳴周波数を基準周波数「０ｐｐｍ」として、矢印４３Ｂに示されるように、「４．５ｐｐｍ」となる。同様に、シーケンス制御回路１２０がスライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５に対して印加するＭＴパルス４２の周波数は、スライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５における自由水プロトンの共鳴周波数を基準周波数「０ｐｐｍ」として、矢印４３Ｃ、矢印４３Ｄ、矢印４３Ｅに示されるように、それぞれ、「３．５ｐｐｍ」、「２．５ｐｐｍ」、「１．５ｐｐｍ」となる。このように、シーケンス制御回路１２０は、複数のスライスにわたって傾斜磁場下でＭＴパルスを印加することにより、各スライスにおける自由水プロトンの共鳴周波数を基準として、異なるｐｐｍでプロトンを飽和させる。

図４に戻り、シーケンス制御回路１２０は、プレシーケンス６０において、ＭＴパルス６０Ａと同じ周波数で、繰り返しＭＴパルスを印加する。具体的には、シーケンス制御回路１２０は、プレシーケンス６０において、ＭＴパルス６０Ｂ、ＭＴパルス６０Ｃ、ＭＴパルス６０Ｄを印加する。

ＭＴパルス６０Ａと同様に、例えば、正方形６１Ｂ、正方形６２Ｂ、正方形６３Ｂ、正方形６４Ｂで示されるように、スライスＳ_１、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４においては、スライスＳ_１、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４における自由プロトンの共鳴周波数を０ｐｐｍとして、それぞれ、＋５．５ｐｐｍ、＋４．５ｐｐｍ、＋３．５ｐｐｍ、＋２．５ｐｐｍの周波数の非共鳴プロトンが飽和される。同様に、例えば、正方形６１Ｃ、正方形６２Ｃ、正方形６３Ｃ、正方形６４Ｃで示されるように、スライスＳ_１、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４においては、スライスＳ_１、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４における自由プロトンの共鳴周波数を０ｐｐｍとして、それぞれ、＋５．５ｐｐｍ、＋４．５ｐｐｍ、＋３．５ｐｐｍ、＋２．５ｐｐｍの周波数の非共鳴プロトンが飽和される。同様に、例えば、正方形６１Ｄ、正方形６２Ｄ、正方形６３Ｄ、正方形６４Ｄで示されるように、スライスＳ_１、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４においては、スライスＳ_１、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４における自由プロトンの共鳴周波数を０ｐｐｍとして、それぞれ、＋５．５ｐｐｍ、＋４．５ｐｐｍ、＋３．５ｐｐｍ、＋２．５ｐｐｍの周波数の非共鳴プロトンが飽和される。

プレシーケンス６０の印加が終了すると、イメージングシーケンス２７０Ａにおいて、シーケンス制御回路１２０は、ＲＦパルス６５を印加する。ＲＦパルス６５は、スライスＳ_１における自由水プロトンの共鳴周波数４１Ａに対応するＲＦパルス成分６５Ａ、スライスＳ_２における自由水プロトンの共鳴周波数４１Ｂに対応するＲＦパルス成分６５Ｂ、
スライスＳ_３における自由水プロトンの共鳴周波数４１Ｃに対応するＲＦパルス成分６５Ｃ、スライスＳ_４における自由水プロトンの共鳴周波数４１Ｄに対応するＲＦパルス成分６５Ｄを含む。

続いて、シーケンス制御回路１２０は、所定のシーケンスをイメージングシーケンス２７０Ａにおいて行って、エコー７０（または複数のエコー）を生成する。このとき、シーケンス制御回路１２０は、それぞれのスライスについて、例えばデータ収集７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄを行う。

シーケンス制御回路１２０が実行するシーケンスの例としては、例えばＦＡＳＥ（Ｆａｓｔ Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｓｐｉｎ Ｅｃｈｏ）、ＥＰＩ（Ｅｃｈｏ Ｐｌａｎａｒ Ｉｍａｇｉｎｇ）、ｂＳＳＦＰ（ｂａｌａｎｃｅｄ Ｓｔｅａｄｙ Ｓｔａｔｅ Ｆｒｅｅ Ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎ）、ラジアル収集シーケンス等が挙げられる。

このように、プレシーケンス６０とイメージングシーケンス２７０Ａとで、パルスシーケンスの繰り返し単位であるＴＲ（Ｒｅｐｔｉｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ）が構成される。このように、シーケンス制御回路１２０は、一つの繰り返し単位が終わると、位相エンコード量やＭＴパルスの周波数を変えて、次の繰り返し単位を実行する。

例えば、シーケンス制御回路１２０は、プレシーケンス７２において、ＭＴパルス７２Ａ、ＭＴパルス７２Ｂ、ＭＴパルス７２Ｃ、ＭＴパルス７２Ｄを印加する。

この状況は、例えば図５Ｅに示されている。シーケンス制御回路１２０は、例えば、ＭＴパルス４４で示されているような周波数のＭＴパルスを、例えば図４のＭＴパルス７２Ａのように印加する。ここで、ＭＴパルス４４の周波数は、スライスＳ_１では、例えば矢印４５Ａのように表される。同様に、ＭＴパルス４４の周波数は、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５では、例えば矢印４５Ｂ、矢印４５Ｃ、矢印４５Ｄ、矢印４５Ｅのように表される。

シーケンス制御回路１２０がスライスＳ_１に対して印加するＭＴパルス４４の周波数は、スライスＳ_１における自由水プロトンの共鳴周波数４１Ａを基準周波数「０ｐｐｍ」として、矢印４５Ａに示されるように、「５．０ｐｐｍ」となる。同様に、シーケンス制御回路１２０がスライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５に対して印加するＭＴパルス４４の周波数は、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５における自由水プロトンの共鳴周波数を基準周波数「０ｐｐｍ」として、矢印４５Ｂ、矢印４５Ｃ、矢印４５Ｄ、矢印４５Ｅに示されるように、それぞれ、「４．０ｐｐｍ」、「３．０ｐｐｍ」、「２．０ｐｐｍ」、「１．０ｐｐｍ」となる。

図４に戻り、例えば、正方形７３Ａで示されるように、スライスＳ_１においては、スライスＳ_１における自由プロトンの共鳴周波数を０ｐｐｍとして、＋５．０ｐｐｍの周波数の非共鳴プロトンが飽和される。同時に、正方形７４Ａ、正方形７５Ａ、正方形７６Ａで示されるように、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４においては、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４における自由プロトンの共鳴周波数（ラーモア周波数）を０ｐｐｍとして、それぞれ＋４．０ｐｐｍ、＋３．０ｐｐｍ、＋２．０ｐｐｍの周波数の非共鳴プロトンが飽和される。

シーケンス制御回路１２０は、同様の処理を行って、スライスＳ_１について＋５．０ｐｐｍのデータを収集する。また、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４について、それぞれ＋４．０ｐｐｍ、＋３．０ｐｐｍ、＋２．０ｐｐｍのデータを収集する。これにより、一つの繰り返し周期が完了する。

また、シーケンス制御回路１２０は、次の繰り返し周期において、印加するＭＴパルスの周波数を変えてＭＴパルスを印加する。この状況は、例えば図５Ｆにおいて示されている。

シーケンス制御回路１２０は、例えば、ＭＴパルス４６で示されているような周波数のＭＴパルスを印加する。ここで、ＭＴパルス４６の周波数は、スライスＳ_１では、例えば矢印４７Ａのように表される。同様に、ＭＴパルス４６の周波数は、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５では、例えば矢印４７Ｂ、矢印４７Ｃ、矢印４７Ｄ、矢印４７Ｅのように表される。

シーケンス制御回路１２０がスライスＳ_１に対して印加するＭＴパルス４６の周波数は、スライスＳ_１における自由水プロトンの共鳴周波数４１Ａを基準周波数「０ｐｐｍ」として、矢印４７Ａに示されるように、「４．５ｐｐｍ」となる。同様に、シーケンス制御回路１２０がスライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５に対して印加するＭＴパルス４６の周波数は、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５における自由水プロトンの共鳴周波数を基準周波数「０ｐｐｍ」として、矢印４７Ｂ、矢印４７Ｃ、矢印４７Ｄ、矢印４７Ｅに示されるように、それぞれ、「３．５ｐｐｍ」、「２．５ｐｐｍ」、「１．５ｐｐｍ」、「０．５ｐｐｍ」となる。

このように、シーケンス制御回路１２０は、繰り返し周期（すなわち、ＴＲ）ごとに、印加するＭＴパルスの周波数を変えて、データ収集を繰り返す。このような状況は、例えば図５Ｇに示されている。

図５Ｇの例では、スライスＳ_１、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５において、データ収集範囲が、−５．５ｐｐｍ〜５．５ｐｐｍである場合について説明する。シーケンス制御回路１２０は、１番目の繰り返し周期において、実線４００に示されているように、第１の周波数のＭＴパルスを印加することによりデータ収集を行う。この時、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_１において、＋５．５ｐｐｍのデータを収集する。また、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_２において、＋４．５ｐｐｍのデータを収集する。同様に、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５において、それぞれ＋３．５ｐｐｍ、＋２．５ｐｐｍ、＋１．５ｐｐｍのデータを収集する。

続いて、シーケンス制御回路１２０は、２番目の繰り返し周期において、実線４０１に示されているように、第１の周波数より０．５ｐｐｍだけ低い第２の周波数のＭＴパルスを印加することによりデータ収集を行う。この時、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_１において、＋５．０ｐｐｍのデータを収集する。また、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_２において、＋４．０ｐｐｍのデータを収集する。同様に、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５において、それぞれ＋３．０ｐｐｍ、＋２．０ｐｐｍ、＋１．０ｐｐｍのデータを収集する。

続いて、シーケンス制御回路１２０は、３番目の繰り返し周期において、実線４０２に示されているように、第２の周波数より０．５ｐｐｍだけ低い第３の周波数のＭＴパルスを印加することによりデータ収集を行う。この時、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_１において、＋４．５ｐｐｍのデータを収集する。同様に、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５において、それぞれ＋３．５ｐｐｍ、＋２．５ｐｐｍ、＋１．５ｐｐｍ、＋０．５ｐｐｍのデータを収集する。

このように、シーケンス制御回路１２０は、印加するＭＴパルスの周波数を変えて、繰り返しデータを収集する。例えば、シーケンス制御回路１２０は、実線４０３に表されているような周波数のＭＴパルスを印加することによりデータを収集する。この時、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_１、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５において、それぞれ−１．５ｐｐｍ、−２．５ｐｐｍ、−３．５ｐｐｍ、−４．５ｐｐｍ、−５．５ｐｐｍのデータを収集する。

シーケンス制御回路１２０は、図５Ｇに実線で表されている周波数以外にも、例えば破線で表されている周波数においても、ＭＴパルスを印加する。

例えば、シーケンス制御回路１２０は、破線４０４で表されているような周波数のＭＴパルスを印加することによりデータを収集する。この時、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_１、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４において、それぞれ−２．５ｐｐｍ、−３．５ｐｐｍ、−４．５ｐｐｍ、−５．５ｐｐｍのデータを収集する。また、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_５において、−６．５ｐｐｍのデータを収集可能である。シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_５のデータを収集してもよいし、収集しなくてもよい。

また、例えば、シーケンス制御回路１２０は、破線４０５で表されているような周波数のＭＴパルスを印加することによりデータを収集する。この時、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５において、それぞれ＋５．０ｐｐｍ、＋４．０ｐｐｍ、＋３．０ｐｐｍ、＋２．０ｐｐｍのデータを収集する。また、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_１において、＋６．０ｐｐｍのデータを収集可能である。シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_１のデータを収集してもよいし、収集しなくてもよい。

図５Ｇの例では、マルチスライス同時収集を行わない場合、シーケンス制御回路１２０は、−５．５ｐｐｍから５．５ｐｐｍまでの周波数について、一つのスライス当たり、０．５ｐｐｍ間隔で、（５．５−（−５．５））／０．５＋１＝２３回の収集を行う。従って、マルチスライス同時収集を行わない場合、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_１からスライスＳ_５まで、合計で、２３×５＝１１５回の収集を行う。

これに対して、マルチスライス同時収集を行う場合、シーケンス制御回路１２０は、実線の収集を２３−８＝１５回行う。また、マルチスライス同時収集を行う場合、シーケンス制御回路１２０は、破線の収集を１６回行う。従って、マルチスライス同時収集を行う場合、シーケンス制御回路１２０は、合計で１５＋１６＝２３＋８＝３１回の収集を行う。従って、シーケンス制御回路１２０は、マルチスライス同時収集を行う場合、収集回数を減らすことができる。

また、例えば、−１０ｐｐｍから１０ｐｐｍまでの周波数について、一つのスライス当たり、０．５ｐｐｍ間隔で収集を行う場合、マルチスライス同時収集を行わない場合、シーケンス制御回路１２０は、一つのスライスあたり、４１回の収集を行う。従って、マルチスライス同時収集を行わない場合、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_１からスライスＳ_５まで、合計で、４１×５＝２０５回の収集を行う。

これに対して、マルチスライス同時収集を行う場合、シーケンス制御回路１２０は、実線の収集を４１−８＝３３回行う。また、マルチスライス同時収集を行う場合、シーケンス制御回路１２０は、破線の収集を１６回行う。従って、マルチスライス同時収集を行う場合、シーケンス制御回路１２０は、合計で３３＋１６＝４１＋８＝４９回の収集を行う。従って、シーケンス制御回路１２０は、マルチスライス同時収集を行う場合、収集回数を減らすことができる。

図６は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が行う処理の手順について説明するためのフローチャートである。

シーケンス制御回路１２０は、ＭＴパルスの周波数を、例えば＋５．５ｐｐｍから−５．５ｐｐｍまで、収集ごとに所定のｐｐｍだけ減らして、例えば図５Ｇの実線に示されたＭＴパルスの周波数で、例えば図４に示されたパルスシーケンスを実行する。ここで、所定のｐｐｍとは、例えば１ｐｐｍである。また、冗長になるのを避けるためフローチャートには図示しないが、必要に応じて、シーケンス制御回路１２０は、例えば図５Ｇの破線で示されたＭＴパルスの周波数で、例えば図４に示されたパルスシーケンスを実行する。以下の手順は、シーケンス制御回路１２０が、図４に示されたパルスシーケンスを実行する場合について説明する。

シーケンス制御回路１２０は、例えば図４のプレシーケンス６０に示されているように、傾斜磁場が印加されている状態で、ＭＴパルスを印加し、スライスごとに、異なる周波数成分を飽和する（ステップＳ１０１）。換言すると、シーケンス制御回路１２０は、複数のスライスＳ_１〜Ｓ_４にわたって傾斜磁場下でＭＴパルス６０Ａ〜６０Ｄを印加する。ここで、「異なる周波数成分」とは、各スライスごとの自由水プロトンの共鳴周波数を基準として、印加されるＭＴパルスの周波数の相対周波数が各スライスで異なるということを意味する。第１の実施形態においては、ＭＴパルス６０Ａ〜６０Ｄは、単一の周波数成分を持つＭＴパルスである。

続いて、シーケンス制御回路１２０は、例えば図４のＲＦパルス６５に示されているように、スライス選択用スライス勾配磁場を印加しながら、それぞれのスライスに対応するＲＦパルスを印加する（ステップＳ１０２）。換言すると、シーケンス制御回路１２０は、ＭＴパルス６０Ａ〜６０Ｄが印加された複数のスライスＳ_１〜Ｓ_４それぞれに対して、複数のスライスＳ_１〜Ｓ_４それぞれにおける所定のプロトン（自由水プロトン）の共鳴周波数４１Ａ〜４１Ｄに対応するＲＦパルス成分６５Ａ〜６５Ｄを含んだ周波数のＲＦパルスを印加する。

続いて、シーケンス制御回路１２０は、例えば位相エンコードを行う（ステップＳ１０３）。続いて、シーケンス制御回路１２０は、データ収集を行う（ステップＳ１０４）。シーケンス制御回路１２０は、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４を、前述の終了条件を満たすまで、繰り返す。

続いて、処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、Ｚスペクトルを生成する。図７に、処理回路１５０が画像生成機能１３６により生成したＺスペクトルの一例が示されている。図７において、縦軸は、Ｚスペクトルの強度を表し、横軸は、周波数を表す。曲線５０Ａは、スライスＳ_１に関するＺスペクトルを表す。また、曲線５０Ｂ、曲線５０Ｃ、曲線５０Ｄ、曲線５０Ｅは、それぞれスライスＳ_２、スライスＳ_３、スライスＳ_４、スライスＳ_５に関するＺスペクトルを表す。このように、マルチスライス同時収集を行うことで、例えば５スライス分のＺスペクトルが同時に得られる。続いて、処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、生成したＺスペクトルに基づいて、ＣＥＳＴ効果結果スペクトラ（例えばＭＴＲａｓｙｍスペクトル）を生成する（ステップＳ１０５）。

また、実施形態において、シーケンス制御回路１２０が印加するイメージングパルスシーケンスとしては、様々な例が考えられる。シーケンス制御回路１２０は、例えば、イメージングパルスシーケンスとして、２次元（Ｔｗｏ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ：２Ｄ）スキャンを採用することもできるし、３次元（Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ：３Ｄ）スキャンを採用することができる。シーケンス制御回路１２０は、例えば、イメージングパルスシーケンスとして、例えば、スピンエコー（Ｓｐｉｎ Ｅｃｈｏ：ＳＥ）シーケンス、磁場傾斜エコー（Ｆｉｅｌｄ Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｅｃｈｏ：ＦＥ）シーケンス、高速ＳＥ（Ｆａｓｔ ＳＥ：ＦＳＥ）シーケンス、等を採用することができる。

また、実施形態では、シーケンス制御回路１２０がスライス選択的にＭＴパルスを印加する例について説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、シーケンス制御回路１２０は、スライス非選択的にＭＴパルスを印加してもよい。この場合、シーケンス制御回路１２０は、各スライスについて、同じ周波数を励起して、マルチバンド収集を行うことができる。例えば、シーケンス制御回路１２０は、例えばスライスＳ_１、スライスＳ_２、スライスＳ_３及びスライスＳ_４に対して、傾斜磁場を印加しない状態（スライス非選択的な状態）で、ＭＴパルスを印加してもよい。ＣＥＳＴ収集においては、例えば、＋６ｐｐｍから−６ｐｐｍまで、例えば１ｐｐｍ間隔で、シーケンス制御回路１２０は、複数回の収集を行う。ここで、スライス非選択にＭＴパルスをシーケンス制御回路１２０が印加することで、シーケンス制御回路１２０は、１回のＣＥＳＴ周波数励起で複数のスライスに関するデータを取得することができる。

また、実施形態は、これに限られない。第１の実施形態では、シーケンス制御回路１２０が、ステップＳ１０２において、複数のスライスそれぞれにおける自由水プロトンの共鳴周波数に対応するＲＦパルス成分を含んだＲＦパルスを印加する場合、すなわち複数のＲＦパルス成分を同時に印加する場合について説明した。しかしながら、例えば、シーケンス制御回路１２０は、複数のＲＦパルス成分を、少しずつ時刻をずらしながら別々に印加してもよい。

また、シーケンス制御回路１２０は、ＭＴパルスの周波数を、例えば＋５．５ｐｐｍから−５．５ｐｐｍまで、収集ごとに所定のｐｐｍ減らしてパルスシーケンスを実行する場合について説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、シーケンス制御回路１２０は、印加するＭＴパルスの周波数を、例えば＋１０ｐｐｍから−１０ｐｐｍまでとしてもよい。また、例えばシーケンス制御回路１２０は、ＭＴパルスの周波数を、例えば−５．５ｐｐｍから＋５．５ｐｐｍまで、収集ごとに１ｐｐｍ増やしてパルスシーケンスを実行してもよい。また、例えばシーケンス制御回路１２０は、ＭＴパルスの周波数を、−５ｐｐｍ以上５ｐｐｍ以下の場合には収集ごとに０．５ｐｐｍ減らして、−１０ｐｐｍ以上−５ｐｍ未満又は＋５ｐｐｍより大きく＋１０ｐｐｍ以下の場合には収集ごとに１ｐｐｍ減らして、−１０ｐｐｍから＋１０ｐｐｍまで、パルスシーケンスを実行してもよい。

以上のように、第１の実施形態では、シーケンス制御回路１２０は、複数のスライスにわたって傾斜磁場下で単一周波数のＭＴパルスを印加する。その後、シーケンス制御回路１２０は、自由水プロトンの共鳴周波数に対応するＲＦパルスを印加する。これにより、マルチスライス同時収集を行うことができ、撮像時間を短縮することができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、シーケンス制御回路１２０が、ＭＴパルスを単一の周波数成分でＭＴパルスを印加してマルチスライス同時収集を行う場合について説明した。第２の実施形態では、図８Ａ、図８Ｂ，図１０Ａ〜図１０Ｅを参照しながら、図９を用いて、シーケンス制御回路１２０が、ＭＴパルスを複数の周波数成分でＭＴパルスを印加する場合について説明する。図８Ａ及び図８Ｂは、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明する図である。図９は、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が行う処理の手順について説明するためのフローチャートである。図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、図１０Ｄ、図１０Ｅは、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明した図である。

図９において、第１の実施形態において説明したように、シーケンス制御回路１２０は、ＭＴパルスの周波数を、＋５．５ｐｐｍから、−５．５ｐｐｍまで、例えば収集ごとに０．５ｐｐｍ減らして、パルスシーケンスを実行する。シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスは、図４においては単一周波数のＭＴパルスが印加されていたのに対して、第２の実施形態では、複数の周波数成分でＭＴパルスが印加されることを除けば、図４と同一のシーケンスである。また、シーケンス制御回路１２０は、第１の実施形態で説明したように、例えば図５Ｇのダイヤグラムで示されるようなプロトコルに従ってパルスシーケンスを実行する。

シーケンス制御回路１２０は、傾斜磁場が印加されている状態で、マルチバンドのＭＴパルスを印加し（複数の周波数成分でＭＴパルスを印加し）、スライスごとに異なる周波数成分を飽和する（ステップＳ１０１）。

ここで、「複数の周波数成分でＭＴパルスを印加する」第１の例として、シーケンス制御回路１２０は、複数の周波数成分を持つＭＴパルスを印加してもよい。この場合、シーケンス制御回路１２０は、例えば、例えば図４において、スライスＳ_１を基準として、＋３．５ｐｐｍの周波数成分を持つＭＴパルスと、＋２．０ｐｐｍの周波数成分を持つＭＴパルスと、＋１．０ｐｐｍの周波数成分を持つＭＴパルスとを重ね合わせたパルスであるＭＴパルス６０Ａを印加する。また、シーケンス制御回路１２０は、ＭＴパルス６０Ａと同様のパルスであるＭＴパルス６０Ｂを印加する。同様に、シーケンス制御回路１２０は、ＭＴパルス６０Ａと同様のパルスであるＭＴパルス６０Ｃ、ＭＴパルス６０Ｄを印加する。

別の「複数の周波数成分でＭＴパルスを印加する」第２の例として、シーケンス制御回路１２０は、第１の周波数成分を持つＭＴパルスと、第１の周波数成分とは異なる第２の周波数成分を持つＭＴパルスを含んで複数のＭＴパルスを印加してもよい。この場合、シーケンス制御回路１２０は、例えば、図４において、スライスＳ_１を基準として、＋３．５ｐｐｍの周波数で、ＭＴパルス６０Ａを印加する。続いて、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_１を基準として、＋２．０ｐｐｍの周波数で、ＭＴパルス６０Ｂを印加する。続いて、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_１を基準として、＋１．０ｐｐｍの周波数で、ＭＴパルス６０Ｃを印加する。続いて、シーケンス制御回路１２０は、スライスＳ_１を基準として、＋３．５ｐｐｍの周波数で、ＭＴパルス６０Ｄを印加する。

図８Ａは、第１の実施形態で説明したマルチスライス同時収集における、シーケンス制御回路１２０が印加するプレシーケンスの例を示す。矢印一つ一つがＭＴパルスを表し、Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ異なる周波数を表す。第１の実施形態で説明したように、自由水プロトンの共鳴周波数を基準として、各スライスで異なる周波数で励起が行われ、収集が行われる。図８Ｂは、前述の第２の例について、異なる周波数を含んで複数の周波数でＭＴパルスが印加される場合においてシーケンス制御回路１２０が印加するプレシーケンスの例を示す。矢印一つ一つがＭＴパルスを表し、Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ異なる周波数を表す。ＣＥＳＴ効果が大きくなるように、シーケンス制御回路１２０は、印加するＡ、Ｂ、Ｃの周波数が、所定の官能基のＣＥＳＴ効果が大きくなる周波数、例えばＡ＝３．５ｐｐｍ（アミド基）、Ｂ＝２ｐｐｍ（アミノ基）、Ｃ＝１ｐｐｍ（ヒドロキシル基）となるように選択する。

前者の場合（複数の周波数成分を持つＭＴパルスを印加する場合）の場合でも後者の場合（ＭＴパルスごとに周波数成分が異なる）でも、傾斜磁場が存在していない場合は、各スライスで自由水プロトンの共鳴周波数が同じであるから、各スライスごとに、各スライスの自由水プロトンの共鳴周波数を基準として、同じｐｐｍの周波数が飽和される。前者の場合でも後者の場合でも、傾斜磁場が存在している場合は、各スライスで自由水プロトンの共鳴周波数が異なるから、各スライスごとに、各スライスの自由水プロトンの共鳴周波数を基準として、異なるｐｐｍの周波数が飽和される。この場合、各スライスは、複数の周波数で複雑に励起される。

第１の実施形態と同様に、シーケンス制御回路１２０は、スライス選択用のスライス勾配磁場を印加しながら、それぞれのスライスに対応するＲＦパルスを印加する（ステップＳ１０２）。このＲＦパルスの例としては、例えば図４のＲＦパルス６５である。続いて、シーケンス制御回路１２０は、位相エンコードを行う（ステップＳ１０３）。続いて、シーケンス制御回路１２０は、データ収集を行う（ステップＳ１０４）。データ収集が終わると、処理回路１５０は、ＣＥＳＴ効果結果スペクトラ（例えばＭＴＲａｓｙｍスペクトル）を生成する（ステップＳ１０５）。

図１０Ｂ〜図１０Ｅは、印加されるＭＴパルスの周波数と、得られるＭＴＲａｓｙｍスペクトルの関係を示している。

図１０Ａにおいて、横軸はｐｐｍ単位の周波数を表す。周波数９０Ａは、アミド基に対応する周波数（３．５ｐｐｍ）を表している。周波数９０Ｂは、アミノ基に対応する周波数（２ｐｐｍ）を表している。周波数９０Ｃは、ヒドロキシル基に対応する周波数（１ｐｐｍ）を表している。周波数９０Ｄは、自由水プロトンの共鳴周波数から遠く離れた周波数を表している。

図１０Ｂにおいて、ＭＴＲａｓｙｍスペクトル９１は、周波数９０Ａに対応する周波数でＭＴパルスを印加した場合のＭＴＲａｓｙｍスペクトルを表している。横軸はｐｐｍ単位の周波数を表している。ＭＴＲａｓｙｍスペクトル９１は、アミド基に対応する周波数領域で大きな値を持つ。

図１０Ｃにおいて、ＭＴＲａｓｙｍスペクトル９２は、周波数９０Ｂに対応する周波数でＭＴパルスを印加した場合のＭＴＲａｓｙｍスペクトルを表している。横軸はｐｐｍ単位の周波数を表している。ＭＴＲａｓｙｍスペクトル９２は、アミノ基に対応する周波数領域で大きな値を持つ。

図１０Ｄにおいて、ＭＴＲａｓｙｍスペクトル９３は、周波数９０Ｃに対応する周波数でＭＴパルスを印加した場合のＭＴＲａｓｙｍスペクトルを表している。横軸はｐｐｍ単位の周波数を表している。ＭＴＲａｓｙｍスペクトル９３は、ヒドロキシル基に対応する周波数領域で大きな値を持つ。

図１０Ｅにおいて、ＭＴＲａｓｙｍスペクトル９４は、周波数９０Ｄに対応する周波数でＭＴパルスを印加した場合のＭＴＲａｓｙｍスペクトルを表している。横軸はｐｐｍ単位の周波数を表している。ＭＴＲａｓｙｍスペクトル９４は、全周波数にわたって値が小さい。

図１０Ａ〜図１０Ｅからわかるように、シーケンス制御回路１２０が複数の周波数でＭＴパルスで印加すると、印加されるＭＴパルスの周波数が所定の官能基に対応した周波数に近い周波数であると、ＭＴＲａｓｙｍスペクトルの値は大きくなる。従って、ＣＥＳＴ効果は増大する。

第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００は、シーケンス制御回路１２０が、複数の周波数成分を用いてＭＴパルスを印加する。これにより、ＣＥＳＴ効果を増大することができる。ＣＥＳＴ効果はもともと小さい効果であることから、ＣＥＳＴ効果が増大することが、画質の改善に貢献する。

なお、第２の実施形態において、シーケンス制御回路１２０は、複数の周波数成分を用いてＭＴパルスを印加する。このことから、各スライスは複雑に励起する。しかし、医用画像を生成する目的の場合、例えば、正常細胞と異常細胞との間で画像のコントラストが大きくなることが重要であり、画像のコントラストが大きくなるのがどの周波数のＭＴパルスに起因しているかを同定することはそれらに比べて二次的な重要さであることもある。従って、第２の実施形態においては、シーケンス制御回路１２０は、複数の周波数成分を用いてＭＴパルスを印加し、ＣＥＳＴ効果を増大させる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第１の実施形態と同様であるが、第３の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００は、代用可能な領域のデータについては収集を省略し、省略した収集に対して、ＭＴＲａｓｙｍスペクトルの産出を、所定の方法で代用する。これにより、第３の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００は、収集を更に加速することができる。

この点について、図１０Ｆ、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃを用いて説明する。図１０Ｆ、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃは、第３の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明した図である。

図１０Ｆは、Ｚスペクトルの典型的な周波数依存性を示している。点線５０１は、ＣＥＳＴ効果が表れる周波数を示している。ＣＥＳＴ効果が大きくなるとき、Ｚスペクトルは、自由水プロトンの共鳴周波数を原点として、非対称なスペクトルとなる。処理回路１５０は、周波数が＋ｘにおけるＺスペクトルと、周波数が−ｘにおけるＺスペクトルの２つのＺスペクトルに基づいて、１点のＭＴＲａｓｙｍスペクトルを算出する。

しかしながら、ＭＴＲａｓｙｍスペクトルの算出に必要なＺスペクトルのうち、片方のＺスペクトルは、ＣＥＳＴ効果が表れない自由水のスペクトルになることも多い。従って、＋ｘの周波数と−ｘの周波数の二つについて収集するのは、無駄であることも多い。

そこで、第３の実施形態においては、シーケンス制御回路１２０は、自由水プロトンの共鳴周波数から所定の周波数以上離れた第１の周波数のＭＴパルスを印加する第１のパルスシーケンスと、それぞれの周波数が自由水プロトンの共鳴周波数より大きい又は、それぞれの周波数が自由水プロトンの共鳴周波数より小さい、複数の第２の周波数のＭＴパルスを印加する第２のパルスシーケンスとを実行する。

ここで、「自由水プロトンの共鳴周波数から所定の周波数以上離れた第１の周波数」とは、例えば図１０Ｆの領域５０２に示される領域の周波数を指す。すなわち、Ｚスペクトルにおける自由水の影響が十分小さい周波数の領域である。また、ここでいう第２のパルスシーケンスとは、例えば周波数領域のうち、自由水プロトンの共鳴周波数より大きい周波数領域か、又は自由水プロトンの共鳴周波数より小さい周波数領域の収集を省略したパルスシーケンスである。第２のパルスシーケンスは、例えば図１０Ｆにおいて、領域５０３の収集を省略したパルスシーケンスである。

処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、第１のパルスシーケンスにより得られたデータと、第２のパルスシーケンスにより得られたデータとに基づいて、ＣＥＳＴ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）効果の大きさを表すスペクトルを算出する。

ここで、処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、第２のパルスシーケンスにおいて省略された周波数のＺスペクトルを、第１の周波数におけるＺスペクトルで置き換える。例えば、第１の周波数が＋１０ｐｐｍであり、第２のパルスシーケンスにおいて、０ｐｐｍ未満の収集が省略された場合について考える。この場合、例えば周波数が＋５ｐｐｍのＺスペクトルと、周波数が−５ｐｐｍのＺスペクトルを用いて、５ｐｐｍのＭＴＲａｓｙｍスペクトルが生成される。ここで、処理回路１５０は、周波数が−５ｐｐｍのＺスペクトルの値として、周波数が＋１０ｐｐｍのＺスペクトルの値で代用する。これにより、処理回路１５０は、５ｐｐｍにおいて、ＭＴＲａｓｙｍスペクトルに類似するスペクトルを得ることができる。このスペクトルは、ＣＥＳＴ効果の大きさを表すスペクトルである。また、このスペクトルは、収集される周波数が半分になっているため、半分の撮像時間で収集されたスペクトルである。

図１１Ａ〜図１１Ｃに、第３の実施形態でシーケンス制御回路１２０が実行する第２のパルスシーケンスのいくつかのバリエーションが示されている。

図１１Ａは、第３の実施形態でシーケンス制御回路１２０が実行する第２のパルスシーケンスの周波数領域が、スライスＳ_１を基準として、周波数が０ｐｐｍ以上である場合を示している。シーケンス制御回路１２０は、実線の周波数領域において、収集を行う。図１１Ａにおいて線が通っていない領域である領域５０１については、シーケンス制御回路１２０は、データ収集を行わない。処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、シーケンス制御回路１２０がデータ収集を行わなかった領域のＺスペクトルの値を、第１のパルスシーケンスにより得られたＺスペクトルの値で置き換える。処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、置き換えたＺスペクトルの値を用いてＭＴＲａｓｙｍスペクトルを算出することにより、ＣＥＳＴ効果の大きさを表すスペクトルを得る。

図１１Ｂは、第３の実施形態でシーケンス制御回路１２０が実行する第２のパルスシーケンスの周波数領域が、スライスＳ_１を基準として、周波数が−１ｐｐｍ以上である場合を示している。シーケンス制御回路１２０は、実線の周波数領域（領域５０２ｂ）において、収集を行う。また、シーケンス制御回路１２０は、前述のＺスペクトルの値の置き換えで誤差が大きくなる０ｐｐｍ付近、例えば破線の周波数領域（領域５０２）においても、収集を行う。図１１Ｂにおいて線が通っていない領域である領域５０３については、シーケンス制御回路１２０は、データ収集を行わない。処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、シーケンス制御回路１２０がデータ収集を行わなかった領域のＺスペクトルの値を、第１のパルスシーケンスにより得られたＺスペクトルの値で置き換える。処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、置き換えたＺスペクトルの値を用いてＭＴＲａｓｙｍスペクトルを算出することにより、ＣＥＳＴ効果の大きさを表すスペクトルを得る。図１１Ｂの例では、シーケンス制御回路１２０は、Ｚスペクトルの値を置き換えることで誤差が大きくなる０ｐｐｍ付近については収集を行う。これにより、撮像時間の短縮と画像の劣化の防止を両立することができる。

図１１Ｃは、第３の実施形態でシーケンス制御回路１２０が実行する第２のパルスシーケンスの周波数領域が、スライスＳ_１を基準として、周波数が−１．５ｐｐｍ以上である場合を示している。シーケンス制御回路１２０は、実線の周波数領域において、収集を行う。図１１Ｃにおいて線が通っていない領域である領域５０４については、シーケンス制御回路１２０は、データ収集を行わない。処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、シーケンス制御回路１２０がデータ収集を行わなかった領域のＺスペクトルの値を、第１のパルスシーケンスにより得られたＺスペクトルの値で置き換える。処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、置き換えたＺスペクトルの値を用いてＭＴＲａｓｙｍスペクトルを算出することにより、ＣＥＳＴ効果の大きさを表すスペクトルを得る。図１１Ｃの例では、シーケンス制御回路１２０は、図５Ｇで破線の領域（すなわち、１回の収集ですべてのスライスについて得ることができない「効率の悪い周波数」）の領域については、収集を省略する。これにより、撮像時間の短縮と画像の劣化の防止を両立することができる。

以上のように、第３の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００は、一部の周波数領域について収集を省略し、省略した部分について所定の操作を行うことで、ＣＥＳＴ効果の大きさを表すスペクトルを得る。これにより、撮像時間を短縮することができる。

（プログラム）
また、上述した実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。汎用コンピューターが、このプログラムを予め記憶しておき、このプログラムを読み込むことにより、上述した実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００による効果と同様の効果を得ることも可能である。上述した実施形態で記述された指示は、コンピューターに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷなど）、半導体メモリ、又はこれに類する記録媒体に記録される。コンピューター又は組み込みシステムが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。コンピューターは、この記録媒体からプログラムを読み込み、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させれば、上述した実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００と同様の動作を実現することができる。また、コンピューターがプログラムを取得する場合又は読み込む場合は、ネットワークを通じて取得又は読み込んでもよい。

また、記憶媒体からコンピューターや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピューター上で稼働しているＯＳ（Operating System）や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のＭＷ（Middleware）等が、上述した実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。更に、記憶媒体は、コンピューターあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶又は一時記憶した記憶媒体も含まれる。また、記憶媒体は１つに限られず、複数の媒体から、上述した実施形態における処理が実行される場合も、実施形態における記憶媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。

なお、実施形態におけるコンピューター又は組み込みシステムは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、上述した実施形態における各処理を実行するためのものであって、パソコン、マイコン等の１つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であってもよい。また、実施形態におけるコンピューターとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。図１２は、実施形態に係るコンピューター１３０（画像処理装置）のハードウェア構成を示す図である。上述した実施形態に係る画像処理装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１０等の制御装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３２０やＲＡＭ（Random Access Memory）３３０等の記憶装置と、ネットワークに接続して通信を行う通信Ｉ／Ｆ３４０と、各部を接続するバス３０１とを備えている。

上述した実施形態に係る画像処理装置で実行されるプログラムは、ＲＯＭ３２０等に予め組み込まれて提供される。また、上述した実施形態に係る画像処理装置で実行されるプログラムは、コンピューターを上述した画像処理装置の各部として機能させ得る。このコンピューターは、ＣＰＵ３１０がコンピューター読取可能な記憶媒体からプログラムを主記憶装置上に読み出して実行することができる。

以上述べた少なくとも一つの実施形態の磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング方法によれば、撮像時間を短縮することができる。

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、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。

１２０ シーケンス制御回路
１５０ 処理回路

Claims (7)

1. 複数のスライスにわたって傾斜磁場下でＭＴ（Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）パルスを印加し、
   前記ＭＴパルスが印加された前記複数のスライスそれぞれに対して、前記複数のスライスそれぞれにおける所定のプロトンの共鳴周波数に対応する周波数のＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）パルスを印加するシーケンス制御回路を備える
   磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記ＭＴパルスは、単一の周波数成分を持つＭＴパルスである、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記ＭＴパルスは、複数の周波数成分を持つＭＴパルスである、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記シーケンス制御回路は、第１の周波数成分を持つＭＴパルスと、前記第１の周波数成分とは異なる第２の周波数成分を持つＭＴパルスを含んで複数のＭＴパルスを印加する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記所定のプロトンは、自由水プロトンである、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 自由水プロトンの共鳴周波数から所定の周波数以上離れた第１の周波数のＭＴ（Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）パルスを印加する第１のパルスシーケンスと、それぞれの周波数が前記自由水プロトンの共鳴周波数より大きい、又は、それぞれの周波数が前記自由水プロトンの共鳴周波数より小さい、複数の第２の周波数のＭＴパルスを印加する第２のパルスシーケンスとを実行するシーケンス制御回路と、
   前記第１のパルスシーケンスにより得られたデータと、前記第２のパルスシーケンスにより得られたデータとに基づいて、ＣＥＳＴ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）効果の大きさを表すスペクトルを算出する処理回路と
   を備える、磁気共鳴イメージング装置。
7. 磁気共鳴イメージング装置で実行される磁気共鳴イメージング方法であって、
   複数のスライスにわたって傾斜磁場下でＭＴ（Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）パルスを印加し、
   前記ＭＴパルスが印加された前記複数のスライスそれぞれに対して、前記複数のスライスそれぞれにおける所定のプロトンの共鳴周波数に対応するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）パルスをそれぞれ印加する、
   磁気共鳴イメージング方法。

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