JP2018201963A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画質を劣化させることなく、検査時に被検体の感じる音を下げる磁気共鳴イメージング装置を提供する。【解決手段】静磁場に重畳する傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生系３と、被検体に高周波磁場パルスを照射する送信系５と、高周波磁場パルスの印加に応じて被検体より放出されるエコー信号を検出する受信系６と、傾斜磁場発生系による傾斜磁場の発生、送信系による高周波磁場パルスの照射及び受信系によるエコー信号の検出を制御するシーケンサ４を有する磁気共鳴イメージング装置において、所定のパルスシーケンスを実行するにあたり、音圧が相対的に高いｋ空間位置のエコー信号と音圧が相対的に低いｋ空間位置のエコー信号とを交互に計測するよう計測順序を決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴（Nuclear Magnetic Resonance：以下、「ＮＭＲ」という）信号を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を画像化する磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：以下、「ＭＲＩ」という）装置に関し、特に、傾斜磁場による騒音を抑制する技術に関する。

ＭＲＩ装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するＮＭＲ信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を２次元的に或いは３次元的に画像化する装置である。撮像においては、ＮＭＲ信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。計測されたＮＭＲ信号は、計測空間（以下、ｋ空間と呼ぶ）に配置され、２次元又は３次元フーリエ変換されることにより画像に再構成される。このときのｋ空間へのＮＭＲ信号の配置方法としては、カーテシアンスキャン（Cartesian Scan）法が一般的である。カーテシアンスキャン法とは、位相エンコードの異なる複数のＮＭＲ信号（エコー信号）が、平行に並ぶようにスキャンする方法である。

具体例として、グラディエントエコーシーケンスを紹介する。グラディエントエコーシーケンスでは、通常、１回のショットで、エコー信号をｋ空間の＋側から−側（あるいは、−側から＋側）に向かって１つずつシーケンシャルオーダで配置するよう位相エンコード傾斜磁場パルスを制御する。

また、カーテシアンスキャン法以外にも、ｋ空間への信号の配置方法がある。その一つとして、ラジアルスキャン（Radial Scan）法という測定方法がある。この測定法は、ｋ空間の中心を原点として、回転角の異なる信号が放射状に並ぶように測定する方法である。また、この角度ごとの信号をブレードとよぶ。ラジアルスキャン法では、放射状に信号が配置されるために、位相方向のアーティファクトが分散し、カーテシアンスキャンと比較して、体動アーティファクトが目立たないという特徴がある。

また、撮像領域に血液などの移動する物質や運動する組織が存在する場合、例えば特許文献１に開示されるように、リフェーズ傾斜磁場を付加したパルスシーケンスにより、移動や運動が原因となって発生したスピンの位相を、移動や運動の速度や加速度に依らずに再収束（リフェーズ）させて、画質に与える影響（つまり、アーティファクト）を排除又は低減する（以下、リフェーズ効果という）ことが行われている。このリフェーズパルスは目的に合わせて、スライス方向、位相エンコード方向、周波数エンコード方向に、１次若しくは２次の形態で印加される。

他にも、特定領域のプロトンや、特定分子のプロトンの信号を選択的に抑制して画質を改善するため、本計測の前に、ＲＦパルスを印加する撮像手法がある。本計測より前に印加するＲＦパルスをプリパルスと呼ぶ。プリパルスには、例えば、脂肪を抑制するためのＲＦパルス、流入してくる静脈血の信号を抑制することにより動脈の識別能を高めるサチュレーションパルス、筋肉や脳実質の信号を抑制する磁化転移コントラスト（ＭＴＣ：Magnetization Transfer Contrast）パルス等がある。ＭＴＣパルスは、筋肉や脳実質の信号を抑制することにより血管の描出能を向上させることができる。このため、ＭＴＣパルス、サチュレーションパルス等は、３Ｄ ＴＯＦ撮像といった血流の撮像に用いられる。このような撮像手法が特許文献２に開示されている。

ＷＯ２０１１／０３４００４号公報 特開２０１１−１１００８６号公報

特許文献１、特許文献２において、画質に関する観点から磁場の印加制御が開示されているが、音を静かにするという観点に関しては開示されていない。

傾斜磁場の印加により生じる音圧レベルは、カーテシアンスキャン、ラジアルスキャン等の測定法によらず、信号の取得時にエンコードパルスの磁場強度を変えているため、それに起因してエコー信号ごとに音圧が異なり、また、傾斜磁場コイルは、静止座標系の各軸によって音の特性が異なるため、計測時の角度によっても音圧が変化する。そのため、エンコードパルスの印加順や計測角度の取得順によって音圧レベルが変化する。また、リフェーズパルスなどの付加パルスを適用する計測でも、リフェーズパルスに起因して音圧レベルが計測点によって異なってくる。一方、プリパルスをｋ空間の特定領域に適用する計測では、音圧レベルだけでなく、画像コントラストが計測順に依存して変化する。

このように、ＭＲＩ装置の計測において音圧レベルに影響を与える要因は多く、計測順によっては音圧レベルが高くなる領域が出現する。しかも、計測順は得られる画像のコントラストを決める上で重要な場合があり、その場合には音圧レベルだけで計測順序を決めることはできない。

本発明の目的は、画質を劣化させることなく、検査時に被検体の感じる音を低減するＭＲＩ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、磁気共鳴イメージング装置は、被検体が配置される空間に静磁場を発生させる静磁場発生系と、静磁場に重畳する傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生系と、被検体に高周波磁場パルスを照射する送信系と、送信系による高周波磁場パルスの印加に応じて被検体より放出されるエコー信号を検出する受信系と、所定のパルスシーケンスに基づいて、傾斜磁場発生系による傾斜磁場の発生、送信系による高周波磁場パルスの照射及び受信系によるエコー信号の検出を制御するシーケンサと、所定のパルスシーケンスを実行するにあたり、音圧が相対的に高いｋ空間位置のエコー信号と音圧が相対的に低いｋ空間位置のエコー信号とを交互に計測するよう計測順序を決定する処理装置とを有する。

計測順を音圧に基づき最適化することによって、音圧レベルが平滑化される。

ＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図である。 カーテシアンスキャンでのｋ空間へのエコー信号の配置例である。 ラジアルスキャンでのｋ空間へのエコー信号の配置例である。 ｋ空間（kp−ks空間）へのエコー信号の配置例を示す図である。 ｋ空間の所定のボクセルでの傾斜磁場強度を示す図である。 静音化がonである場合のｋ空間充填順序の例を示す図である。 実施例１の動作フローを表すフローチャートである。 周波数軸へのリフェーズパルスの印加パターンを説明する図である。 実施例２の動作フローを表すフローチャートである。 実施例２におけるｋ空間のボクセル分割を説明する図である。 周波数軸へのＭＴＣパルスの印加パターンを説明する図である。 実施例３の動作フローを表すフローチャートである。 実施例３におけるｋ空間のボクセル分割を説明する図である。 実施例３における静音化がonである場合のｋ空間充填順序の例を示す図である。 実施例４の動作フローを表すフローチャートである。 計測順序を入れ替えることによる音の低減効果を説明するための図である。

以下、添付図面に従って本発明にかかるＭＲＩ装置の好ましい実施形態について詳説する。なお、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同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

最初に、ＭＲＩ装置の全体概要を図１に基づいて説明する。ＭＲＩ装置は、ＮＭＲ現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、静磁場発生系２、傾斜磁場発生系３、送信系５、受信系６、信号処理系７、シーケンサ４、中央処理装置（ＣＰＵ）８を備えて構成される。

静磁場発生系２は、被検体１の周りの空間に、垂直磁場方式であれば被検体１の体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば被検体１の体軸方向に、均一な静磁場を発生させる。このため、被検体１の周りに静磁場発生源としての永久磁石、または常電導電磁石あるいは超電導電磁石が配置されている。

傾斜磁場発生系３は、ＭＲＩ装置の座標系（静止座標系）であるＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイル９と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源１０を有する。後述のシーケンサ４からの命令に従って、それぞれのコイルの傾斜磁場電源１０を駆動することにより、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向に傾斜磁場Gx，Gy，Gzを印加する。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方向傾斜磁場パルス（Gs）を印加して被検体１に対するスライス面を設定し、そのスライス面に直交し、かつ互いに直交する２つの方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルス（Gp）と周波数エンコード方向傾斜磁場パルス（Gf）を印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。

シーケンサ４は、高周波磁場パルス（以下、「ＲＦパルス」という）と傾斜磁場パルスとを所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段である。ＣＰＵ８の制御で動作し、被検体１の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系５、傾斜磁場発生系３、および受信系６に送る。

送信系５は、被検体１の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検体１にＲＦパルスを照射するものであり、高周波発振器１１、変調器１２、高周波増幅器１３、送信側の高周波コイル（送信コイル）１４ａを有する。高周波発振器１１から出力されたＲＦパルスをシーケンサ４からの指令によるタイミングで変調器１２により振幅変調し、この振幅変調されたＲＦパルスを高周波増幅器１３で増幅した後に被検体１に近接して配置された高周波コイル１４ａに供給することにより、ＲＦパルスが被検体１に照射される。

受信系６は、被検体１の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号（ＮＭＲ信号）を検出するもので、受信側の高周波コイル（受信コイル）１４ｂ、信号増幅器１５、直交位相検波器１６、Ａ／Ｄ変換器１７を有する。送信側の高周波コイル１４ａから照射された電磁波によって誘起された被検体１の応答のＮＭＲ信号は、被検体１に近接して配置された高周波コイル１４ｂで検出され、信号増幅器１５で増幅された後、シーケンサ４からの指令によるタイミングで直交位相検波器１６により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがＡ／Ｄ変換器１７でディジタル量に変換されて、信号処理系７に送られる。

信号処理系７は、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等を行うもので、ＲＡＭ２２やＲＯＭ２１等の記憶装置と、光ディスク１９、磁気ディスク１８等の外部記憶装置と、ＣＲＴ、ＦＰＤ等のディスプレイ２０とを有する。受信系６からのデータがＣＰＵ８に入力されると、ＣＰＵ８が信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体１の断層画像をディスプレイ２０に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク１８等に記録する。

操作部２５は、ＭＲＩ装置の各種制御情報や上記信号処理系７で行う処理の制御情報を入力するもので、トラックボール又はマウス２３やキーボード２４を有する。この操作部２５はディスプレイ２０に近接して配置され、操作者がディスプレイ２０を見ながら操作部２５を通して、インタラクティブにＭＲＩ装置の各種処理を制御する。

なお、図１において、送信側の高周波コイル１４ａと傾斜磁場コイル９は、被検体１が挿入される静磁場発生系２の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体１に対向するように、水平磁場方式であれば被検体１を取り囲むようにして設置されている。また、受信側の高周波コイル１４ｂは、被検体１に対向して、あるいは取り囲むように設置されている。

現在ＭＲＩ装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核（プロトン）である。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。

図２Ａにカーテシアンスキャンでのｋ空間（kp−ks空間を図示）へのエコー信号の配置例２０１を示す。カーテシアンスキャンの各位相エンコードのエコー信号２０２は平行に並ぶように配置されている。また、図２Ｂにラジアルスキャンでのｋ空間（kp−ks空間を図示）へのエコー信号の配置例２０３を示す。ラジアルスキャンの各ブレード（エコー信号）２０４は放射状に並ぶように配置されている。２０５はラジアルスキャンの各エコー信号取得時の計測角度を示している。

本実施例では、位相エンコードおよびスライスエンコードの変化による音圧特性の解析および静止座標系の軸に依存する音圧特性の解析を実施し、各特性および所望とする画像コントラストを考慮して、計測順番を決定することで音圧レベルを平滑化する。これにより、画質を維持しつつ、人間の聴覚に基づく音圧レベル（いわゆるＡ特性の音）を低減させる。

実施例１では３Ｄ撮像のグラディエントエコー系シーケンスのカーテシアンスキャンにおいて位相エンコードおよびスライスエンコードの計測順序を制御する場合を例として音圧を低減する手法について説明する。

操作者は撮像の前に予めＸ，Ｙ，Ｚの３軸ごとに傾斜磁場印加による音圧特性λx，λy，λzを計測し、ＲＯＭ２１に保存する。音圧特性λxの計測にあたっては、集音マイクを例えば、撮像時の被検体１の頭部付近に設置し、Ｘ軸に傾斜磁場Gxを繰り返し間隔ＴＲで印加し、発生する音圧Axを計測して（数１）にて求める。同様に、音圧特性λyの計測にあたっては、Ｙ軸に傾斜磁場Gyを繰り返し間隔ＴＲで印加し、発生する音圧Ayを計測して（数２）にて求める。音圧特性λzの計測にあたっては、Ｚ軸に傾斜磁場Gzを繰り返し間隔ＴＲで印加し、発生する音圧Azを計測して（数３）にて求める。繰り返し間隔ＴＲは当該シーケンスごとに定められている。

なお、音圧特性λx，λy，λzは静磁場発生系２と傾斜磁場発生系３とにより一意に決定されるものであり、一度計測してしまえば再度計測しなくてもよく、また同じ装置構成の機種であれば１つの装置で計測すれば装置ごとに計測しなくてもよい。

撮像時の処理フローを図６に示すフローチャートに基づいて説明する。ＣＰＵ８はディスプレイ２０に撮像条件入力画面を表示し、操作者は撮像条件を入力する（Ｓ６０１）。撮像条件には音圧レベルでデータ計測順を決定するか否かを選択するパラメータ「静音化」（onまたはoffの値を持つ）を含み、操作者は他のパラメータと同様に入力する。例えば、撮像条件入力画面に選択画面610を設け、操作者がon／offを選択できるようにすればよい。本例の撮像条件として、３Ｄ撮像、グラディエントエコー系シーケンス、カーテシアンスキャン、周波数エンコード数Freq#は256、位相エンコード数Phase#は256、スライスエンコード数Slice#は32とし、撮像断面については所望する撮像位置を入力したものとして説明する。

ステップＳ６０１が完了すると撮像が開始され、ＣＰＵ８は入力された撮像条件に基づいて、ＲＡＭ２２にエンコード数で示されたFreq#×Phase#×Slice#＝256×256×32マトリクス分のｋ空間データ領域を確保する（Ｓ６０２）。なお、以下の説明において周波数エンコード軸をkf、位相エンコード軸をkp、スライスエンコード軸をksとし、各軸の中心を０、−Freq#／２≦kf＜Freq#／２、−Phase#／２≦kp＜Phase#／２、−Slice#／２≦ks＜Slice#／２とする。図３にkp−ks空間の例を示す。３０１はｋ空間中心であり、傾斜磁場の量に応じて、各エコー信号の配置（エンコード量）を（kp, ks）の形式で定義する。

次にステップＳ６０３において、パラメータ「静音化」がoffである場合（第１計測モード）、データ計測順序の決定（Ｓ６０４）に進み、onである場合（第２計測モード）は音圧レベルを低減するようにデータ計測順を決定する（Ｓ６０５）。

ステップＳ６０４は、従来のデータ計測順序の決定に相当する。ＣＰＵ８は以下の計算によりデータ計測順序を計算し、ＲＡＭ２２に保存する。図３に示したkp−ks空間の場合は、ｋ空間の位相エンコード軸kp及びスライスエンコード軸ksについて、各軸の最大から始まり最小に向かって（あるいは、逆に最小から始まり最大に向かって）１点ずつシーケンシャルに計測し、かつスライスエンコード軸ksを位相エンコード軸kpより先に計測する。したがって、各軸に沿ってエコー信号のエンコード量が順次漸減または漸増（つまり単調変化）するように計測順序が決定される。繰り返し回数ｉにおいて計測されるエコー信号のｋ空間座標kp(i)、ks(i)をそれぞれ（数４）、（数５）で求める。ただし、（数４）におけるRoundOFFは小数点以下切り下げを示し、（数５）におけるi Mod jはiをjで割った余りを示す。またiは1〜Phase#×Slice#、すなわち1〜8192である。

これに対して、音圧レベルでデータ計測順を決定する手順（Ｓ６０５）について説明する。ＣＰＵ８は以下の計算によりデータ計測順序を計算しＲＡＭ２２に保存する。図４はｋ空間（kp−ks空間）の所定の位置に配置されたボクセル（Voxel）３０１〜３０４（図３参照）に対して、印加される位相エンコードパルスおよびスライスエンコードパルス４０１〜４０４を示したものである。位相エンコードパルスの強度Gpおよびスライスエンコードパルスの強度Gsは、エンコード量kp（数４）またはエンコード量ks（数５）及びその印加時間ｔと回転磁気比γを用いて（数６）、（数７）で決定される。

位相エンコードパルスGpおよびスライスエンコードパルスGsはそれぞれｋ空間の軸（位相エンコード軸、スライスエンコード軸）に印加される傾斜磁場であり、図３における所定のｋ空間での傾斜磁場は図４のようになる。磁場強度４０１〜４０４はそれぞれ、図３のボクセル（Voxel）３０１〜３０４での磁場強度を示している。すなわち、ボクセル３０１（（kp, ks）＝（0, 0））では、位相エンコードパルスGpおよびスライスエンコードパルスGsともに磁場強度０である。ボクセル３０２（（kp, ks）＝（l, 0））では、位相エンコードパルスGpは磁場強度L、スライスエンコードパルスGsは磁場強度０である。ボクセル３０３（（kp, ks）＝（m1, m2），|l|<|m1|）では、位相エンコードパルスGpは磁場強度M1（ただし、L<M1）、スライスエンコードパルスGsは磁場強度M2である。ボクセル３０４（（kp, ks）＝（n1, n2），|m1|=|n1|かつ|m2|<|n2|）では、位相エンコードパルスGpは磁場強度N1（ただし、M1=N1）、スライスエンコードパルスGsは磁場強度N2（ただし、M2<N2）である。このようにｋ空間の軸に印加される磁場強度は、当該ｋ空間の軸においてｋ空間中心から遠ざかるほど大きくなる関係にある。

撮像断面角を示すマトリクスO（f, p, s）を用いた（数８）より傾斜磁場Gx、Gy、Gzに射影する。ただし、周波数エンコードパルスは考慮せず、Gfは０とする。

傾斜磁場Gx(kp, ks)、Gy(kp, ks)、Gz(kp, ks)と音圧特性λx, λy, λzとを用いて、ｋ空間位置(kp, ks)での音圧A(kp, ks)を（数９）よりｋ空間位置毎に計算する。

（数９）により求めた各ｋ空間位置での音圧A(kp, ks)を降順に並べて配列Aasc(j)とし、ｋ空間のデータ計測順、すなわち繰り返し回数ｉにおけるｋ空間座標kp(i)、ks(i)を（数１０）により決定する。ここで、Aasc(j).kpはAasc(j)におけるｋ空間位置kpを指し、Aasc(j).ksはAasc(j)におけるｋ空間位置ksを指す。（数１０）は音圧が相対的に高いｋ空間位置と音圧が相対的に低いｋ空間位置とを交互に計測することを示すものであり、データ計測順をこのような順序とすることにより、人間が受け取る音圧がｋ空間位置によらずに平均化される。

計測順序を入れ替えることによる音の低減効果を図１４に示す。図１４は上述した計測順序によりそれぞれ実測したものであり、グラフ１４０１はパラメータ「静音化」をoffとした場合、すなわちステップＳ６０４においてｋ空間にエコー信号を充填する順序の場合に発生するノイズレベル（最大ノイズにより正規化して示す）を、グラフ１４０３はその場合に体感される音圧を示している。また、グラフ１４０２はパラメータ「静音化」をonとした場合、すなわちステップＳ６０５においてｋ空間にエコー信号を充填する順序の場合に発生するノイズレベル（最大ノイズにより正規化して示す）を、グラフ１４０４はその場合に体感される音圧を示している。このように、音圧が高いｋ空間位置と音圧が低いｋ空間位置とを交互に計測することにより、人に体感される音圧はなだらかになり、ピークも低減されている。なお、（数１０）による計測順序は一例であり、音圧が相対的に高いｋ空間位置と音圧が相対的に低いｋ空間位置とを交互に計測するように計測順序を定めることにより、体感音圧を低下させることができる。

次に、シーケンサ４はＣＰＵ８からＲＡＭ２２に保存されたｋ空間のデータ計測順すなわち繰り返し回数ｉにおけるｋ空間座標kp(i)、ks(i)を用いて、パルスシーケンスを実行する（Ｓ６０６）。図５にパラメータ「静音化」をonとした場合（第２計測モード）の計測順の例を示す。番号50001から順に計測して58192までをおこなう。図５に示されるように、（数１０）に従う例によれば、奇数番目ではｋ空間最外部に始まり全体的にｋ空間中心に向かうようにエコー信号が充填されていき、偶数番目ではｋ空間中心部から全体的にｋ空間最外部に向かうようにエコー信号が充填されていく。

次に、信号処理系７は取得した信号を、ＲＡＭ２２に保存されたｋ空間のデータ計測順に応じて、ｋ空間データ領域に配置し、各種データ処理と処理結果の表示及び保存を実行する（Ｓ６０７）。

なお、本実施例において、音圧特性λx、λy、λzの代わりに周波数応答関数（ＦＲＦ：Frequency Response Function）を用いて算出してもよい。ＦＲＦとは正弦波で変化する傾斜磁場を印加した場合の音圧であり、周波数ごとのＦＲＦをあらかじめ取得し、音圧特性の場合と同様にＲＯＭ２１に記憶しておく。これにより、任意の傾斜磁場パルス形状に対して周波数変換してＦＲＦをかけることで音圧を予測することができる。

また、本実施例においては３Ｄ撮像のグラディエントエコー系シーケンスのカーテシアンスキャンを対象として説明を行ったが、２Ｄ撮像やスピンエコー系シーケンス、高速スピンエコー系シーケンスに適用してもよい。

次に、実施例２について説明する。実施例１と異なる点は、音圧Aを求める式に付加機能に関する音圧に関する重みを含める点である。以下、異なる箇所を中心に説明し、同じ内容の説明は省略する。付加機能として、リフェーズ機能を例に説明する。リフェーズ機能適用の効果は、傾斜磁場の強度が相対的に弱いｋ空間の低域で強く、傾斜磁場の強度が相対的に強いｋ空間の高域で弱くなる。また、リフェーズ機能では、一般的に付加パルスとして傾斜磁場パルスが通常よりも多く印加されるため、適用時の音圧は高くなる傾向にある。そのため、例えば、ｋ空間低域ではリフェーズパルスを適用し、ｋ空間高域ではリフェーズパルスを適用しないとすることで、リフェーズ効果を得ながら、音圧の抑制を可能にする。

図７を用いて、付加パルスとして周波数軸へのリフェーズパルスを印加する場合の印加パターンについて説明する。７０１はＲＦ軸、７０２は周波数軸、７０３はエコー軸、７０４，７１１は90°ＲＦパルス、７０５，７１２は180°ＲＦパルスである。７０６がリフェーズパルスを、７０７，７１３がディフェーズパルスを、７０８，７１４がエンコードパルスを、７０９，７１５は取得エコー信号を示す。７１０はリフェーズパルスを印加する場合、７１６はリフェーズパルスを印加しない場合を示す。

撮像時の処理フローを図８に示すフローチャートに基づいて説明する。実施例２においても、ステップＳ８０３にてパラメータ「静音化」のon／offを選択して、計測順序を変更するかどうかを決定し、「静音化」がoffの場合（第１計測モード）のデータ計測順序の決定（Ｓ８０４）は実施例１と同様である。

パラメータ「静音化」がonの場合（第２計測モード）、リフェーズパルス機能が適用されている場合には、ステップＳ８０９にてｋ空間を中心部の低域と周辺部の高域とに分割する。図９にｋ空間の例を示す。中心部の領域９０１が低域を示し傾斜磁場の強度が相対的に弱く、周辺部のドーナツ状領域９０２が高域を示し傾斜磁場の強度が相対的に強い。なお、その境界は撮像条件として任意に設定することができる。

ステップＳ８１０にてリフェーズ機能の有無による音圧の変化量ζs，ζp，ζfをＲＡＭ２２に書き込む。ζsは、スライス方向リフェーズの有無による変化量を、ζpは、位相方向リフェーズの有無による変化量を、ζfは、周波数方向リフェーズの有無による変化量を示している。変化量ζはリフェーズ機能有りの音圧A_onとリフェーズ機能無し音圧A_offから（数１１）〜（数１３）にて求めることができる。

もしくは、ＦＲＦにより算出した値から変化量をζs，ζp，ζfを求めてもよい。リフェーズ機能を適用した場合は、（数１４）によりGx，Gy，Gzを計算し、（数９）により音圧を計算する（Ｓ８１０）。

計算した音圧に基づき、実施例１と同様に、計測順を決定する（Ｓ８０５）。

以降のステップＳ８０６，Ｓ８０７は実施例１のステップＳ６０６，Ｓ６０７と同様の手順をとる。このように計測順を入れ替えることで、リフェーズ効果を得ながら実施例１と同様に図１４に示すような音の低減効果が得られる。

次に、実施例３について説明する。実施例１、２と異なる点は、ｋ空間のデータ計測順の決定方法において、付加機能の効果を考慮する点である。以下、異なる箇所を中心に説明し、同じ内容の説明は省略する。付加機能としてＭＴＣ機能を例に説明する。

図１０を用いて、周波数軸へのＭＴＣパルスの印加パターンについて説明する。１００１はＲＦ軸、１００２は周波数軸、１００３はエコー軸、１００４は90°ＲＦパルス、１００５は180°ＲＦパルスである。１００６が強く印加されたＭＴＣパルスを、１０１１が弱く印加されたＭＴＣパルスを、１００７，１０１４がディフェーズパルスを、１００８，１０１５がエンコードパルスを、１００９，１０１６が取得エコー信号を示す。１０１０はＭＴＣを強く印加する場合、１０１７はＭＴＣを弱く印加する場合を示す。

ＭＴＣ機能の適用の効果は、傾斜磁場の強度が相対的に弱いｋ空間の低域で強く、傾斜磁場の強度が相対的に強い高域で弱くなる。また、ＭＴＣパルスを毎繰り返し間隔ＴＲで強く印加すると、ＳＡＲ（specific absorption rate）が高くなり、高磁場での撮像に制限が生じる。物質に電磁波を照射すると物質内の分子が振動することにより内部にＲＦが吸収されて発熱を生じるため、ＲＦが人体へ吸収される程度を示す指標としてＳＡＲが定められている。ＳＡＲには上限があり、この上限を超えての撮像条件を設定することができない。このため、ＭＴＣ機能の適用の効果の高いｋ空間の低域ではＭＴＣパルスの印加強度を強く、ＭＴＣ機能の適用の効果の低いｋ空間の高域ではＭＴＣパルスを弱く印加することで、ＳＡＲを抑えつつＭＴ効果を得ることが可能になる。一方で、ＭＴＣパルスの印加間隔が長くなると磁化が回復するためにＭＴ効果が薄れ、また、ＭＴＣパルスを連続印加することで磁化が飽和し、ＭＴ効果が高まる。そのため、ｋ空間の低域では、ＭＴＣパルスの間隔を短く設定し、かつｋ空間中心付近で飽和するような計測順にすることでＭＴ効果を有効に得ることができる。

撮像時の処理フローを図１１に示すフローチャートに基づいて説明する。実施例３においても、ステップＳ１１０３にてパラメータ「静音化」のon／offを選択して、計測順序を変更するかどうかを決定し、「静音化」がoffの場合（第１計測モード）のデータ計測順序の決定（Ｓ１１０４）は実施例１と同様である。

「静音化」がonの場合（第２計測モード）において、ＭＴＣ機能が適用されているときの計測順の定め方を図１２Ａ、図１２Ｂを用いて説明する。ＭＴＣパルスが強く印加される領域（低域）１２０１とＭＴＣパルスが弱く印加される領域（高域）１２０２とを分割する（Ｓ１１０９）。分割の境界は撮像条件として任意に設定することができる。強く印加される領域（低域）１２０１の音圧A1(kp, ks)を（数１５）により、弱く印加される領域（高域）の音圧A2(kp, ks)を（数１６）により計算する。

（数１５）により求めた音圧A1(kp, ks)を降順に並べた配列Aasc1(j)、（数１６）により求めた音圧A2(kp, ks)を降順に並べた配列Aasc2(j)を求める。ステップＳ１１０５では、まず高域１２０２において配列Aasc2(j)に基づき（数１０）により、続いて低域１２０１において配列Aasc1(j)に基づき（数１０）により計測順序を決定する。このようにｋ空間を高域と低域に分離し、それぞれにおいて音圧を低下させるように計測順序を決定することにより、ＭＴ効果を十分に得ながら、音圧を低下させることができる。図１２Ｂに計測順の例を示す。例えば、高域での計測では、高域１２０２のうち、より高域となる外縁領域１２０６での計測とより低域となる内縁領域１２０５での計測とを交互に行う。例えば、奇数番目では外縁領域１２０６の最外部に始まり全体的に内縁領域１２０５に向かうようにエコー信号が充填されていき、偶数番目では内縁領域１２０５の最内部に始まり全体的に外縁領域１２０６に向かうようにエコー信号が充填される。低域での計測でも同様に、低域１２０１のうち、より高域となる周辺領域１２０４での計測とより低域となる中心領域１２０３での計測とを交互に行う。例えば、奇数番目では周辺領域１２０４の最外部に始まり全体的に中心領域１２０３に向かうようにエコー信号が充填されていき、偶数番目では中心領域１２０３の中心部に始まり全体的に周辺領域１２０４に向かうようにエコー信号が充填される。

なお、繰り返し間隔ＴＲが短い場合については、実施例１のように高域１２０２と低域１２０１とで交互に計測してもＭＴ効果が得られるが、実施例３のように高域１２０２と低域１２０１とを分けて計測順序を定めた方が、繰り返し間隔ＴＲが長い場合においても高いＭＴ効果を得ることができる。また、低域１２０１においては印加される傾斜磁場の強度が相対的に弱いことを利用して、高域１２０２においては音圧が高いｋ空間位置と音圧が低いｋ空間位置とを交互に計測するが、低域１２０１においては従来通りの計測順序（ｋ空間に配置されるエコー信号のエンコード量が順次漸減または漸増するような計測順序）で計測するといった変形も可能である。

ステップＳ１１０１，Ｓ１１０２，Ｓ１１０４，Ｓ１１０６，Ｓ１１０７に関しては、実施例１のフローチャートＳ６０１，Ｓ６０２，Ｓ６０４，Ｓ６０６，Ｓ６０７と同様の手順をとる。このように計測順を入れ替えることで、ＭＴ効果を得ながら、実施例１と同様に図１４に示すような音の低減効果が得られる。

次に、実施例４について説明する。実施例１、２、３と異なる点は、傾斜磁場コイルに対して、複数の異なる角度の計測を実施する場合について考慮する点である。以下、異なる箇所を中心に説明し、同じ内容の説明は省略する。複数の異なる角度の計測を実施する例として、マルチスタック計測やラジアルスキャン計測がある。ラジアルスキャン計測を例に説明する。

撮像時の処理フローを図１３に示すフローチャートに基づいて説明する。ラジアルスキャン選択時も、ステップＳ１３０３にて「静音化」のon／offを選択して、計測順序を変更するかどうかを決定するまでは実施例１と同様であり、ラジアルスキャン選択時にてパラメータ「静音化」のonを選択した場合（第２計測モード）においては、ステップＳ１３０３ではon、ステップＳ１３０８ではyesに進むことになる。ラジアルスキャン計測は、複数の異なるエコー信号を回転させながら計測するため、各エコー信号取得時の角度（ブレード角）で傾斜磁場コイルに起因する音圧が変化する。計測内で変化する角度（Angle）を示すマトリクスO（Angle）を用いて、（数１７）により傾斜磁場Gx，Gy，Gzを算出する。

（数１７）により算出した傾斜磁場Gx(kp, ks, Angle)，Gy(kp, ks, Angle)，Gz(kp, ks, Angle)と音圧特性λx，λy，λzとを用いて、音圧A(kp, ks, Angle)を（数１８）により計算する。

ステップＳ１３０５においては、音圧A(kp, ks, Angle)を昇順に並べた配列Aasc（j）を求め、実施例１と同様に計測順序を定める。

なお、ステップＳ１３０１，Ｓ１３０２，Ｓ１３０４，Ｓ１３０６，Ｓ１３０７に関しては、実施例１のフローチャート（図６）のステップＳ６０１，Ｓ６０２，Ｓ６０４，Ｓ６０６，Ｓ６０７と同様となる。計測順を入れ替えることで、図１４に示すような音の低減効果を得ることができる。

１：被検体、２：静磁場発生系、３：傾斜磁場発生系、４：シーケンサ、５：送信系、６：受信系、７：信号処理系、８：中央処理装置（ＣＰＵ）、９：傾斜磁場コイル、１０：傾斜磁場電源、１１：高周波発振器、１２：変調器、１３：高周波増幅器、１４ａ：高周波コイル（送信コイル）、１４ｂ：高周波コイル（受信コイル）、１５：信号増幅器、１６：直交位相検波器、１７：Ａ／Ｄ変換器、１８：磁気ディスク、１９：光ディスク、２０：ディスプレイ、２１：ＲＯＭ、２２：ＲＡＭ、２３：トラックボール又はマウス、２４：キーボード。

Claims (11)

1. 被検体が配置される空間に静磁場を発生させる静磁場発生系と、
   前記静磁場に重畳する傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生系と、
   前記被検体に高周波磁場パルスを照射する送信系と、
   前記送信系による高周波磁場パルスの印加に応じて前記被検体より放出されるエコー信号を検出する受信系と、
   所定のパルスシーケンスに基づいて、前記傾斜磁場発生系による傾斜磁場の発生、前記送信系による高周波磁場パルスの照射及び前記受信系によるエコー信号の検出を制御するシーケンサと、
   前記所定のパルスシーケンスを実行するにあたり、音圧が相対的に高いｋ空間位置のエコー信号と音圧が相対的に低いｋ空間位置のエコー信号とを交互に計測するよう計測順序を決定する処理装置とを有する磁気共鳴イメージング装置。
2. 請求項１において、
   あらかじめ静止座標系の各軸に印加される傾斜磁場に対する音圧特性を記憶したメモリを有し、
   前記処理装置は、ｋ空間に配置されるエコー信号それぞれのエンコード量及び前記音圧特性によりｋ空間位置の音圧をそれぞれ算出し、算出した前記ｋ空間位置の音圧に基づき計測順序を決定する磁気共鳴イメージング装置。
3. 請求項１において、
   あらかじめ静止座標系の各軸に正弦波で変化する傾斜磁場を印加した場合の音圧を示す周波数応答関数を周波数ごとに記憶したメモリを有し、
   前記処理装置は、ｋ空間に配置されるエコー信号それぞれの傾斜磁場パルスの形状及び前記周波数応答関数によりｋ空間位置の音圧を算出し、算出した前記ｋ空間位置の音圧に基づき計測順序を決定する磁気共鳴イメージング装置。
4. 請求項１において、
   第１計測モード及び第２計測モードを有し、
   前記処理装置は、前記第１計測モードが選択された場合には、ｋ空間に配置されるエコー信号のエンコード量が順次漸減または漸増するよう計測順序を決定し、前記第２計測モードが選択された場合には、前記音圧が相対的に高いｋ空間位置のエコー信号と前記音圧が相対的に低いｋ空間位置のエコー信号とを交互に計測するよう計測順序を決定する磁気共鳴イメージング装置。
5. 請求項１において、
   前記所定のパルスシーケンスは前記傾斜磁場発生系により発生される付加パルスを含み、
   前記処理装置は、ｋ空間位置の音圧を算出する場合に、前記付加パルスによる音圧の変化量を含めて算出した前記ｋ空間位置の音圧に基づき計測順序を決定する磁気共鳴イメージング装置。
6. 請求項５において、
   前記シーケンサは、傾斜磁場の強度が相対的に弱いｋ空間低域では前記付加パルスを印加し、傾斜磁場の強度が相対的に強いｋ空間高域では前記付加パルスを印加しないように制御する磁気共鳴イメージング装置。
7. 請求項５または６において、
   前記付加パルスはリフェーズパルスである磁気共鳴イメージング装置。
8. 請求項１において、
   前記所定のパルスシーケンスは前記送信系により発生されるプリパルスを含み、
   前記シーケンサは、傾斜磁場の強度が相対的に弱いｋ空間低域では前記プリパルスを強く印加し、傾斜磁場の強度が相対的に強いｋ空間高域では前記プリパルスを弱く印加するように制御し、
   前記処理装置は、前記ｋ空間高域に含まれるエコー信号の計測が前記ｋ空間低域に含まれるエコー信号の計測に先行し、かつ前記ｋ空間高域において音圧が相対的に高いｋ空間位置のエコー信号と前記ｋ空間高域において音圧が相対的に低いｋ空間位置のエコー信号とを交互に計測するよう計測順序を決定する磁気共鳴イメージング装置。
9. 請求項８において、
   前記処理装置は、前記ｋ空間低域において音圧が相対的に高いｋ空間位置のエコー信号と前記ｋ空間低域において音圧が相対的に低いｋ空間位置のエコー信号とを交互に計測するよう計測順序を決定する磁気共鳴イメージング装置。
10. 請求項８または９において、
    前記プリパルスはＭＴＣ（Magnetization Transfer Control）パルス、脂肪抑制パルス、サチュレーションパルスのいずれかである磁気共鳴イメージング装置。
11. 請求項１において、
    ｋ空間へのエコー信号はカーテシアンスキャン法またはラジアルスキャン法により配置されている磁気共鳴イメージング装置。

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