JP2019005582A

JP2019005582A - 磁気共鳴イメージング装置

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Publication number: JP2019005582A
Application number: JP2018120464A
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Inventors: 匡朗梅田; Masaaki Umeda
Original assignee: Canon Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2018-06-26
Publication date: 2019-01-17
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Also published as: JP7313804B2

Abstract

【課題】プリパレーションパルスの効果の低減を抑制可能なグラディエントエコー法に基づくパルスシーケンスを提供すること。【解決手段】本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、複数の第１のセグメントに分割され、ｋ空間をラディアル収集で充填するパルスシーケンスを実行する制御回路を有する。前記第１のセグメントは、第１のプリパレーションパルスの印加後に複数の第２のセグメントを実行する構成を有する。前記第２のセグメントは、第２のプリパレーションパルスの印加後に前記ｋ空間における少なくとも１つのラインを収集する構成を有する。【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に関する。

ｋ空間のデータ充填方法の一つに、放射状にデータを充填するラディアル法がある。ラディアル法ではｋ空間中心を通るラインに沿って毎回データ収集が行われるため、ラディアル法を用いたグラディエントエコー法では脂肪を抑制することが困難である。Ｔ１強調画像を得るためには、データ収集に先立ち、プリパレーションパルスとして反転パルスが印加されるが、ＴＥが短い場合、脂肪が強調されてしまう。脂肪が抑制されたＴ１強調画像を得るため、データ収集の直前に、プリパレーションパルスとして更に脂肪抑制パルスを印加する方法もある。しかしながら、時間が経つにつれて脂肪抑制効果が低減してしまう。

米国特許出願公開第２０１５／２６８３１９号明細書米国特許出願公開第２００８／１６１６７８号明細書米国特許出願公開第２００７／００７９５８号明細書

本発明が解決しようとする課題は、プリパレーションパルスの効果の低減を抑制可能なグラディエントエコー法に基づくパルスシーケンスを提供することにある。

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、数の第１のセグメントに分割され、ｋ空間をラディアル収集で充填するパルスシーケンスを実行する制御回路を具備する磁気共鳴イメージング装置であって、前記第１のセグメントは、第１のプリパレーションパルスの印加後に複数の第２のセグメントを実行する構成を有し、前記第２のセグメントは、第２のプリパレーションパルスの印加後に前記ｋ空間における少なくとも１つのラインを収集する構成を有する。

図１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成を示す図である。図２は、本実施形態に係る、脂肪を抑制したＴ１強調画像を得るためのグラディエントエコーに基づくパルスシーケンスの一例を示す図である。図３は、本実施形態に係るＴ２プリパレーションパルスを含むパルスシーケンスの一例を示す図である。図４は、本実施形態に係る心電同期撮像に関するパルスシーケンスの一例を示す図である。図５は、脂肪を抑制したＴ１強調画像を得るための、グラディエントエコーに基づく標準的なパルスシーケンスの一例を示す図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる磁気共鳴イメージング装置を説明する。

図１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す図である。図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置１は、架台１１、寝台１３、傾斜磁場電源２１、送信回路２３、受信回路２５、寝台駆動装置２７、シーケンス制御回路２９及びホストＰＣ５０を有する。

架台１１は、静磁場磁石４１と傾斜磁場コイル４３とを有する。静磁場磁石４１と傾斜磁場コイル４３とは架台１１の筐体に収容されている。架台１１の筐体には中空形状を有するボアが形成されている。架台１１のボア内には送信コイル４５と受信コイル４７とが配置される。

静磁場磁石４１は、中空の略円筒形状を有し、略円筒内部に静磁場を発生する。静磁場磁石４１としては、例えば、永久磁石、超伝導磁石または常伝導磁石等が使用される。ここで、静磁場磁石４１の中心軸をＺ軸に規定し、Ｚ軸に対して鉛直に直交する軸をＹ軸と呼び、Ｚ軸に水平に直交する軸をＸ軸と呼ぶことにする。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、直交３次元座標系を構成する。

傾斜磁場コイル４３は、静磁場磁石４１の内側に取り付けられ、中空の略円筒形状に形成されたコイルユニットである。傾斜磁場コイル４３は、傾斜磁場電源２１からの電流の供給を受けて傾斜磁場を発生する。より詳細には、傾斜磁場コイル４３は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に対応する３つのコイルを有する。当該３つのコイルは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を形成する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸に沿う傾斜磁場は合成されて互いに直交するスライス選択傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード傾斜磁場Ｇｐ及びリードアウト傾斜磁場Ｇｒが所望の方向に形成される。これら傾斜磁場は、静磁場に重畳されて被検体Ｐに印加される。スライス選択傾斜磁場Ｇｓは、任意に撮
像断面を決めるために利用される。位相エンコード傾斜磁場Ｇｐは、空間的位置に応じてＭＲ信号の位相を変化させるために利用される。リードアウト傾斜磁場Ｇｒは、空間的位置に応じてＭＲ信号の周波数を変化させるために利用される。なお、以下の説明においてスライス選択傾斜磁場Ｇｓの傾斜方向はＺ軸、位相エンコード傾斜磁場Ｇｐの傾斜方向は
Ｙ軸、リードアウト傾斜磁場Ｇｒの傾斜方向はＸ軸であるとする。

傾斜磁場電源２１は、シーケンス制御回路２９からのシーケンス制御信号に従い傾斜磁場コイル４３に電流を供給する。傾斜磁場電源２１は、傾斜磁場コイル４３に電流を供給することにより、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸に沿う傾斜磁場を傾斜磁場コイル４３により発生させる。当該傾斜磁場は、静磁場磁石４１により形成された静磁場に重畳されて被検体Ｐに印加される。

送信コイル４５は、例えば、傾斜磁場コイル４３の内側に配置され、送信回路２３から電流の供給を受けて高周波磁場パルス（以下、ＲＦ磁場パルスと呼ぶ）を発生する。

送信回路２３は、被検体Ｐ内に存在する対象プロトンを励起するためのＲＦ磁場パルスを送信コイル４５を介して被検体Ｐに印加するために、送信コイル４５に電流を供給する。対象プロトンとしては、典型的には、水素原子のプロトンが用いられる。ＲＦ磁場パルスは、対象プロトンに固有の共鳴周波数で振動し、対象プロトンを励起させる。励起された対象プロトンから磁気共鳴信号（以下、ＭＲ信号と呼ぶ）が発生され、受信コイル４７により検出される。送信コイル４５は、例えば、全身用コイル（ＷＢコイル）である。後述のように、全身用コイルは、送受信コイルとして使用されても良い。

受信コイル４７は、ＲＦ磁場パルスの作用を受けて被検体Ｐ内に存在する対象プロトンから発せられるＭＲ信号を受信する。受信コイル４７は、ＭＲ信号を受信可能な複数の受信コイルエレメントを有する。受信されたＭＲ信号は、有線又は無線を介して受信回路２５に供給される。図１に図示しないが、受信コイル４７は、並列的に実装された複数の受信チャネルを有している。受信チャネルは、ＭＲ信号を受信する受信コイルエレメント及びＭＲ信号を増幅する増幅器等を有している。ＭＲ信号は、受信チャネル毎に出力される。受信チャネルの総数と受信コイルエレメントの総数とは同一であっても良いし、受信チャネルの総数が受信コイルエレメントの総数に比して多くても良いし、少なくても良い。

受信回路２５は、励起された対象プロトンから発生されるＭＲ信号を受信コイル４７を介して受信する。受信回路２５は、受信されたＭＲ信号を信号処理してデジタルのＭＲ信号を発生する。デジタルのＭＲ信号を生データと呼ぶことにする。生データは、有線又は無線を介してホストＰＣ５０に供給される。

なお、上記の送信コイル４５と受信コイル４７とは一例に過ぎない。送信コイル４５と受信コイル４７との代わりに、送信機能と受信機能とを備えた送受信コイルが用いられても良い。また、送信コイル４５、受信コイル４７及び送受信コイルが組み合わされても良い。

架台１１に隣接して寝台１３が設置される。寝台１３は、天板１３１と基台１３３とを有する。天板１３１には被検体Ｐが載置される。基台１３３は、天板１３１をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸各々に沿ってスライド可能に支持する。基台１３３には寝台駆動装置２７が収容される。寝台駆動装置２７は、シーケンス制御回路２９からの制御を受けて天板１３１を移動する。寝台駆動装置２７としては、例えば、サーボモータやステッピングモータ等の如何なるモータが用いられても良い。

シーケンス制御回路２９は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）あるいはＭＰＵ（Micro Processing Unit）のプロセッサとＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリとを有する。シーケンス制御回路２９は、通信ＩＦ６１を介してホストＰＣ５０から供給されるパルスシーケンス情報に基づいて傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５を同期的に制御し、当該パルスシーケンス情報に応じたパルスシーケンスで被検体Ｐに関するデータ収集を実行する。

図１に示すように、ホストＰＣ５０は、処理回路５１、記憶回路５３、表示回路５５、入力回路５７、ネットワークＩＦ５９及び通信ＩＦ６１を有するコンピュータ装置である。

処理回路５１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＧＰＵ（Graphical processing unit）、ＭＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。処理回路５１は、各種プログラムの実行により再構成機能５１１、画像処理機能５１３及びシステム制御機能５１５を有する。なお再構成機能５１１、画像処理機能５１３及びシステム制御機能５１５を実現する特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）により実現されても良い。再構成機能５１１、画像処理機能５１３及びシステム制御機能５１５は、単一の基板に実装されても良いし、複数の基板に分散されても良い。

再構成機能５１１において処理回路５１は、生データに再構成処理を実行して画像を再構成する。再構成処理としては、具体的には、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）等が用いられる。

画像処理機能５１３において処理回路５１は、画像に種々の画像処理を施す。例えば、処理回路５１は、ボリュームレンダリングや、サーフェスレンダリング、画素値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等の画像処理を施す。

システム制御機能５１５において処理回路５１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の全体を制御する。

記憶回路５３は、種々の情報を記憶するＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、記憶回路５３は、ＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であっても良い。例えば、記憶回路５３は、各種スキャンにより収集された生データやプログラム等を記憶する。

表示回路５５は、種々の情報を表示する。例えば、表示回路５５は、再構成機能５１１により生成された画像や、画像処理機能５１３により画像処理された画像等を表示する。表示回路５５は、表示インタフェースと表示機器とを有する。表示インタフェースは、表示対象を表すデータを映像信号に変換する。映像信号は、表示機器に供給される。表示機器は、表示対象を表す映像信号を表示する。表示機器としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。

入力回路５７は、具体的には、入力機器と入力インタフェースとを有する。入力機器は、ユーザからの各種指令を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ、タッチスクリーン、タッチパッド等が利用可能である。入力インタフェースは、入力機器からの出力信号をバスを介して処理回路５１に供給する。なお、入力回路５７は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限らない。例えば、磁気共鳴イメージング装置１とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、受け取った電気信号を種々の回路へ出力するような電気信号の処理回路も入力回路の例に含まれる。

ネットワークＩＦ５９は、ＬＡＮ（Local Area Network）等を介して磁気共鳴イメージング装置１と、ワークステーションやＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）、ＨＩＳ（Hospital Information System）、ＲＩＳ（Radiology Information System）等とを接続するインタフェースである。ネットワークＩＦは、各種情報を接続先のワークステーション、ＰＡＣＳ、ＨＩＳ及びＲＩＳとの間で送受信する。

通信ＩＦ６１は、有線又は無線を介してホストＰＣ５０にシーケンス制御回路２９と受信回路２５とを接続するインタフェースである。例えば、通信ＩＦ６１は、シーケンス制御回路２９にパルスシーケンス情報を送信する。また、通信ＩＦ６１は、受信回路２５から生データを受信する。

なお、上記の構成は一例であって、これに限定されない。例えば、シーケンス制御回路２９は、ホストＰＣ５０に組み込まれても良い。また、シーケンス制御回路２９と処理回路５１とが同一の基板に実装されても良い。シーケンス制御回路２９、傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５は、ホストＰＣ５０とは異なる単一の制御装置に実装されても良いし、複数の装置に分散して実装されても良い。

以下、シーケンス制御回路２９により実行される、本実施形態に係るパルスシーケンスについて説明する。本実施形態に係るパルスシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ：Gradient Echo）法に基づくパルスシーケンスであるとする。脂肪を抑制したＴ１強調画像を得ることを臨床例とする。

図５は、脂肪を抑制したＴ１強調画像を得るための、グラディエントエコーに基づく標準的なパルスシーケンスの一例を示す図である。図５のパルスシーケンスは複数のセグメント１００に分割される。各セグメント１００において、まず、反転（ＩＲ：Inversion Recovery）パルス１０１が印加される。反転パルス１０１は、１８０°パルスである。反転パルス１０１の印加により、組織のスピンが反転される。反転パルス１０１の印加後、縦磁化の回復が始まる。所定の反転時間ＴＩの経過後、脂肪飽和パルス１０２が印加される。脂肪飽和パルス１０２は、具体的には、脂肪プロトンの共鳴周波数に合わせた周波数選択性の９０°パルスである。脂肪飽和パルス１０２の印加により、脂肪プロトンの磁化がＸＹ平面（９０°）から更に９０°倒れ縦磁化（１８０°）となる。脂肪飽和パルス１０２の印加後、複数回のデータ収集１０３が実行される。１回のデータ収集１０３は、ｋ空間内の１本の収集ラインに沿って生データを収集することに対応する。データ収集１０３に先立ち脂肪飽和パルス１０２が印加されているので、脂肪からのＭＲ信号が抑制される。しかしながら、脂肪飽和パルス１０２の印加直後から脂肪プロトンの磁化の回復が始まるので、脂肪飽和パルス１０２の印加直後においては脂肪抑制効果が高いが、時間が経つにつれて脂肪抑制効果が低減される。

ここで、各データ収集１０３はラディアル法であるとする。ラディアル法においては、ｋ空間の中心を通り放射状に配列された複数の収集ライン（スポーク）に沿ってデータ収集が行われる。ｋ空間の中心の生データは低周波数成分であるので、画像への寄与度が大きい。すなわち、ラディアル法のデータ収集１０３の場合、データ収集１０３毎にｋ空間中心の生データが収集されるので、脂肪飽和パルス１０２の印加から時間が経過するにつれて脂肪抑制効果の低減が顕著となる。

ラディアル法には、ＵＴＥ（Ultrashort TE）シーケンス又はゼロＴＥ（Zero TE）シーケンスなども含まれる。ラディアル法には、ｋ空間の一端から中心を通り他端へ向かう収集ラインに沿ってデータ収集を行うものがあるが、ＵＴＥシーケンス又はゼロＴＥシーケンスなどで用いられるような、ｋ空間の中心から一端へ向かう収集ラインに沿ってデータ収集を行うものもラディアル法の一例である。

本実施形態に係るシーケンス制御回路２９は、脂肪飽和パルスによる脂肪抑制効果の低減を抑制可能なグラディエントエコー法に基づくパルスシーケンスを実行する。

図２は、本実施形態に係る、脂肪を抑制したＴ１強調画像を得るためのグラディエントエコーに基づくパルスシーケンスの一例を示す図である。図２に示すように、本実施形態に係るパルスシーケンスは、複数の第１のセグメント７０に分割されている。第１のセグメント７０を外側セグメントと呼ぶことにする。各外側セグメント７０において、まず、第１のプリパレーションパルスとして反転パルス７１が印加される。反転パルス７１の印加から所定の反転時間ＴＩの経過後、複数の第２のセグメント７２が実行される。第２のセグメント７２を内側セグメントと呼ぶことにする。各内側セグメント７２において、まず、第２のプリパレーションパルスとして脂肪飽和パルス７３が印加される。脂肪飽和パルス７３の印加後、複数回のデータ収集７４が実行される。１回のデータ収集７４は、ｋ空間内の１本の収集ラインに沿って生データを収集することに対応する。各データ収集７４は、ｋ空間充填法として、カーテシアン法でも良いが、ラディアル法が好適である。ラディアル法の場合、１回のデータ収集７４は、ｋ空間内の１本の収集ラインに沿って生データを収集することに対応する。被検体の組織間のＴ１値を強調するため、比較的ＴＥが短い値に設定される。

なお、本実施形態に係るパルスシーケンスは、２次元の１スライスを対象とする２次元データ収集又は３次元の１ボリュームと対象とする３次元データ収集の何れにも適用可能である。２次元データ収集の場合、ｋ空間を充填するために、数百本の収集ライン分のデータ収集が実行される。例えば、収集ラインが９００本であるとすると、パルスシーケンスは、３程度の外側セグメントに分割され、各外側セグメントが３０程度の内側セグメントに分割される。この場合、各外側セグメントにおいて１回の反転パルスの印加と３０程度の内側セグメントとが実行され、各内側セグメントにおいて１回の脂肪飽和パルス７３の印加と１０回のデータ収集とが実行される。すなわち、本実施形態に係るパルスシーケンスによれば、１スライス分の生データを収集する間、複数の脂肪飽和パルス７３が印加される。

３次元データ収集の場合、ｋ空間を充填するために、数千本から数万本の収集ライン分のデータ収集が実行される。例えば、収集ラインが３０，０００本であるとすると、パルスシーケンスは、１００程度の外側セグメントに分割され、各外側セグメントが３０程度の内側セグメントに分割される。この場合、各外側セグメントにおいて１回の反転パルスの印加と３０程度の内側セグメントとが行われ、各内側セグメントにおいて１回の脂肪飽和パルス７３の印加と１０回のデータ収集とが順番に行われる。すなわち、本実施形態に係るパルスシーケンスによれば、１ボリューム分の生データを収集する間、複数の脂肪飽和パルス７３が印加される。なお、本実施形態に係る３次元データ収集は、複数のスライスに対して順番にデータ収集を行うマルチスライスデータ収集ではなく、３軸方向にエンコードパルスを印加して１ボリュームに対してデータ収集を行うボリュームデータ収集である。

ＩＲパルスの印加を組み込んだ３次元のグラディエントエコー法の１つにＭＰＲＡＧＥ（Magnetization Prepared Rapid Acquired Gradient Echo）又はＩＲ−ＳＰＧＲ（Inversion Recovery Spoiled Gradient Recalled Acquisition In Steady State）がある。本実施形態に係る３次元データ収集として、ＭＰＲＡＧＥ又はＩＲ−ＳＰＧＲが用いられても良い。

上記パルスシーケンスに従うＭＲ撮像におけるシーケンス制御回路２９の動作について説明する。まず、シーケンス制御回路２９は、傾斜磁場電源２１と送信回路２３とを制御してスライス選択傾斜磁場と共に反転パルス７１を印加する。シーケンス制御回路２９は、反転パルス７１の印加からの経過時間が反転時間ＴＩを超えた場合、送信回路２３を制御して脂肪飽和パルス７３を印加しつつ、傾斜磁場電源２１を制御してスポイラー傾斜磁場パルスを印加する。脂肪飽和パルス７３の印加後、シーケンス制御回路２９は、傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５を同期的に制御して所定回数のデータ収集７４を実行する。当該所定回数（以下、データ収集回数と呼ぶ）は、内側セグメント７２に含まれるデータ収集７４の回数であり、予め決定される。データ収集回数は、各内側セグメント７２の脂肪飽和パルス７３の印加による脂肪抑制効果が所定の程度で持続可能な回数に決定される。データ収集回数は、全ての内側セグメントにおいて同数であるものとする。

ラディアル法に従ったデータ収集７４の場合、シーケンス制御回路２９は、各データ収集７４において、収集対象の収集ラインに沿って生データを収集するために、傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５を同期的に制御する。具体的には、まず、シーケンス制御回路２９は、送信回路２３を制御して所定のフリップ角のＲＦパルスを印加すると共に、傾斜磁場電源２１を制御してスライス選択傾斜磁場を印加する。次にシーケンス制御回路２９は、収集対象の収集ラインに対応するリードアウト傾斜磁場を形成するために、傾斜磁場電源２１を制御して、収集対象の収集ラインに対応する磁場強度を有する位相エンコード用傾斜磁場と周波数エンコード用傾斜磁場とを同時に印加する。ＲＦパルスの印加からＴＥ時間を含む所定の時間枠内にＭＲ信号が発生する。シーケンス制御回路２９は、当該時間枠内に受信回路２５を制御してＭＲ信号を受信する。受信回路２５は、受信したＭＲ信号を生データに変換し、記憶回路５３は、生データを記憶する。

このようにして、データ収集回数だけデータ収集７４を行うとシーケンス制御回路２９は、外側セグメント７０に含まれる内側セグメント７２の回数（以下、内側セグメント数と呼ぶ）だけ内側セグメント７２を実行したか否かを判定する。内側セグメント数だけ内側セグメント７２が実行されていないと判定した場合、シーケンス制御回路２９は、再び脂肪飽和パルス７３を印加し、データ収集回数のデータ収集７４を実行する。

内側セグメント数の内側セグメント７２を実行するとシーケンス制御回路２９は、パルスシーケンスに含まれる外側セグメント７０の回数（以下、外側セグメント数と呼ぶ）だけ外側セグメント７０を実行したか否かを判定する。外側セグメント数だけ外側セグメント７０が実行されていないと判定した場合、シーケンス制御回路２９は、再び反転パルス７１を印加し、内側セグメント数の内側セグメント７２を実行する。そして、外側セグメント数の外側セグメント７０が実行されるとシーケンス制御回路２９は、本実施形態に係るＭＲ撮像の実行を終了する。

図２に示すように、本実施形態に係るパルスシーケンスにおいては、外側セグメント７０のデータ収集シーケンス部分が更に複数の内側セグメント７２に分割され、各内側セグメント７２において脂肪飽和パルス７３が印加される。本実施形態に係るパルスシーケンスにおいては、図５のパルスシーケンスに比して、反転パルス７１間において頻繁に脂肪飽和パルス７３が印加されるので、各データ収集７４がラディアル法であっても、各データ収集７４において脂肪飽和パルス７３の脂肪抑制効果の低減が抑制されることとなる。

パルスシーケンスの実行が終了すると処理回路５１は、再構成機能５１１を実行する。再構成機能５１１において処理回路５１は、パルスシーケンスの実行により収集された生データにＦＦＴ等の再構成処理を施してＴ１強調画像を再構成する。Ｔ１強調画像は、表示回路５５に表示される。上記の通り、各データ収集７４がラディアル法であっても、各データ収集７４において脂肪飽和パルス７３の脂肪抑制効果の低減が抑制されているので処理回路５１は、脂肪が良好に抑制されたＴ１強調画像を再構成することが可能になる。

なお、上記のパルスシーケンスにおいてデータ収集回数は、全ての内側セグメントにおいて同数であるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されず、内側セグメントに応じて異なっても良い。例えば、データ収集７４がカーテシアン法である場合、ｋ空間中心を通る収集ラインのためのデータ収集７４が属する内側セグメントに比して、当該データ収集７４が属しない内側セグメントのデータ収集回数を増やしても良い。例えば、中心の位相エンコードから生データを収集するカーテシアン法である場合、初めの内側セグメントの脂肪飽和パルス７３から時間が経過するにつれて内側セグメントのデータ収集回数を多くする、換言すれば、脂肪飽和パルス７３の印加頻度を減少させると良い。

また、上記のパルスシーケンスは、脂肪からのＭＲ信号を抑制するための技法の一つである、ＣＨＥＳＳ（Chemical Shift Selective Excitation）法のような周波数選択的脂肪抑制法を前提としたものである。すなわち、脂肪からのＭＲ信号を抑制するための脂肪飽和パルス７３として周波数選択性のＲＦパルスを印加するものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、脂肪からのＭＲ信号を抑制するための技法として、ＳＴＩＲ（Short TI Inversion Recovery）等の非選択性脂肪抑制法を前提としたパルスシーケンスが用いられても良い。

上記の説明において、第１のプリパレーションパルスとしてＴ１強調のための反転パルスが印加されるものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、第１のプリパレーションパルスとしてＴ２強調のためのＴ２プリパレーションパルスが印加されても良い。

図３は、本実施形態に係るＴ２プリパレーションパルス７５を含むパルスシーケンスの一例を示す図である。図３に示すように、パルスシーケンスは、外側セグメント数の外側セグメント７０に分割される。各外側セグメント７０において、まず、Ｔ２プリパレーションパルス７５が印加される。Ｔ２プリパレーションパルス７５は、組織毎のＴ２の違いを利用してＴ２コントラストを得るためのＲＦパルス群である。Ｔ２プリパレーションパルスとしては、例えば、９０°パルス、１８０°パルス、−９０°パルスの３つのＲＦパルスを含む。９０°パルスの印加からＴＥ／２経過後に１８０°パルスが印加され、１８０°パルスの印加からＴＥ／２経過後に−９０°パルスが印加される。Ｔ２プリパレーションパルス７５の印加後、内側セグメント数の内側セグメント７２が実行される。内側セグメント７２のパルスシーケンスは、図２と同様である。

上記パルスシーケンスに従うＭＲ撮像におけるシーケンス制御回路２９の動作について説明する。まず、シーケンス制御回路２９は、送信回路２３を制御して９０°パルス、１８０°パルス及び−９０°パルスからなるＴ２プリパレーションパルス７５をＴＥ／２の間隔で順番に印加する。Ｔ２プリパレーションパルス７５の印加により、Ｔ２の短い脂肪プロトンの縦磁化が、Ｔ２の長い他組織のプロトンの縦磁化よりも小さくなる。Ｔ２プリパレーションパルス７５の印加後、シーケンス制御回路２９は、送信回路２３を制御して脂肪飽和パルス７３を印加しつつ、傾斜磁場電源２１を制御してスポイラー傾斜磁場パルスを印加する。脂肪飽和パルス７３の印加後、シーケンス制御回路２９は、傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５を同期的に制御してデータ収集回数のデータ収集７４を実行する。データ収集７４のｋ空間充填法は、ラディアル法が典型的であるが、これに限定されず、カーテシアン法でも良い。

データ収集回数だけデータ収集７４を行うとシーケンス制御回路２９は、内側セグメント数だけ内側セグメント７２を実行したか否かを判定する。内側セグメント数だけ内側セグメント７２が実行されていないと判定した場合、シーケンス制御回路２９は、再び脂肪飽和パルス７３を印加し、データ収集回数分のデータ収集７４を実行する。内側セグメント数の内側セグメント７２を実行するとシーケンス制御回路２９は、外側セグメント数だけ外側セグメント７０を実行したか否かを判定する。外側セグメント数だけ外側セグメント７０が実行されていないと判定した場合、シーケンス制御回路２９は、再び反転パルス７１を印加し、内側セグメント数の内側セグメント７２を実行する。そして、外側セグメント数の外側セグメント７０が実行されるとシーケンス制御回路２９はＭＲ撮像の実行を終了する。

図３のＴ２強調のためのパルスシーケンスに従うＭＲ撮像の実行により、各データ収集７４において、脂肪が適切に抑制された生データを収集することが可能になる。処理回路５１は、収集された生データに再構成処理を施すことにより、脂肪が適切に抑制されたＴ２強調画像を再構成すること可能となる。

上記の少なくとも一つの実施形態によれば、磁気共鳴イメージング装置１は、シーケンス制御回路２９を有する。シーケンス制御回路２９は、複数の外側セグメントを含むグラディエントエコー法に基づくパルスシーケンスを実行する。ここで、シーケンス制御回路２９は、複数の外側セグメント各々において第１のプリパレーションパルスを印加した後に複数の内側セグメントを実行する。シーケンス制御回路２９は、複数の内側セグメント各々において第２のプリパレーションパルスを印加した後にｋ空間内の少なくとも１本の収集ラインについてデータ収集を実行する。

上記の構成により、第１のプリパレーションパルスの印加間において複数の第２のプリパレーションパルスを印加するので、第２のプリパレーションパルスの効果の低減を抑制することが可能となる。

上記の説明においては、外側セグメント７０において第１のプリパレーションパルスが印加されるものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、第１のプリパレーションパルスの代わりに同期撮像法における同期信号が用いられても良い。同期信号としては、心電同期撮像の場合、例えば、所定の心拍位相の検出を契機として心電計から出力される心電同期信号が用いられ、呼吸同期撮像の場合、例えば、所定の呼吸位相の検出を契機として呼吸計から出力される呼吸同期信号が用いられる。以下、心電同期撮像の例として、同期撮像のパルスシーケンスについて説明する。

図４は、本実施形態に係る心電同期撮像に関するパルスシーケンスの一例を示す図である。図４に示すように、本実施形態に係るパルスシーケンスは、外側セグメント数の外側セグメント７０に分割されている。各外側セグメント７０において、まず、心電同期信号が心電計からシーケンス制御回路２９に入力される。心電同期信号の入力から所定の遅延時間ＴＤの経過後、内側セグメント数の内側セグメントが実行される。内側セグメントのパルスシーケンスは、図２と同様である。

上記パルスシーケンスに従う心電同期撮像におけるシーケンス制御回路２９の動作について説明する。まず、シーケンス制御回路２９は、心電計から心電同期信号７６の入力を待機する。心電同期信号７６が入力されると、シーケンス制御回路２９は、心電同期信号７６の入力時点からの経過時間を計測し、当該経過時間が遅延時間ＴＤを経過することを待機する。当該経過時間が遅延時間ＴＤを超えた場合、シーケンス制御回路２９は、送信回路２３を制御して脂肪飽和パルス７３を印加しつつ、傾斜磁場電源２１を制御してスポイラー傾斜磁場パルスを印加する。脂肪飽和パルス７３の印加後、シーケンス制御回路２９は、傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５を同期的に制御してデータ収集回数のデータ収集７４を実行する。データ収集７４のｋ空間充填法は、ラディアル法が典型的であるが、これに限定されず、カーテシアン法でも良い。

データ収集回数だけデータ収集７４を行うとシーケンス制御回路２９は、内側セグメント数だけ内側セグメント７２を実行したか否かを判定する。内側セグメント数だけ内側セグメント７２が実行されていないと判定した場合、シーケンス制御回路２９は、再び脂肪飽和パルス７３を印加し、データ収集回数のデータ収集７４を実行する。内側セグメント数の内側セグメント７２を実行するとシーケンス制御回路２９は、外側セグメント数だけ外側セグメント７０を実行したか否かを判定する。外側セグメント数だけ外側セグメント７０が実行されていないと判定した場合、シーケンス制御回路２９は、心電同期信号６９の入力後、再び内側セグメント数の内側セグメント７２を実行する。そして、外側セグメント数の外側セグメント７０が実行されるとシーケンス制御回路２９は、本実施形態に係る心電同期撮像の実行を終了する。

図４のパルスシーケンスに従う心電同期撮像の実行により、各データ収集７４において、脂肪が適切に抑制された生データを収集することが可能になる。処理回路５１は、収集された生データに再構成処理を施すことにより、脂肪が適切に抑制された画像を再構成すること可能となる。

上記の実施形態によれば、磁気共鳴イメージング装置１は、シーケンス制御回路２９を有する。シーケンス制御回路２９は、複数の外側セグメントを含むグラディエントエコー法に基づくパルスシーケンスを実行する。シーケンス制御回路２９は、複数の外側セグメント各々において同期信号の入力後に複数の内側セグメントを実行する。シーケンス制御回路２９は、複数の内側セグメント各々において第２のプリパレーションパルスを印加した後にｋ空間内の少なくとも１本の収集ラインについてデータ収集を実行する。

上記の構成により、同期信号の入力間において複数の第２のプリパレーションパルスを印加するので、第２のプリパレーションパルスの効果の低減を抑制することが可能となる。

上記の実施形態に係るシーケンス制御回路２９は、グラディエントエコー法に基づくパルスシーケンスを実行するものとした。本実施形態に係るパルスシーケンスは、グラディエントエコー法とエコープラナー（ＥＰＩ：Echo Planar Imaging）法との組み合わせにも適用可能である。ＥＰＩ法の場合、１回のデータ収集７４は、９０°ＲＦパルスの印加とそれに続く傾斜磁場パルスの極性反転交互印加及びデータ収集とを含む。組み合わせるＥＰＩ法としては、シングルショットＥＰＩとマルチショットＥＰＩとの何れでも良い。シングルショットＥＰＩを用いる場合、１回のデータ収集７４により１個のｋ空間が充填される。すなわち、内側セグメント７２において少なくとも一回のデータ収集７４が行われれば良い。マルチショットＥＰＩを用いる場合、複数のデータ収集７４により１個のｋ空間が充填される。例えば、４回のデータ収集７４により１個のｋ空間が充填され、内側セグメント７２において１回のデータ収集７４が行われる場合、１個のｋ空間を充填するために、脂肪飽和パルス７３とそれに続くデータ収集７４とが４回繰り返される。

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、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。

１…磁気共鳴イメージング装置、１１…架台、１３…寝台、２１…傾斜磁場電源、２３…送信回路、２５…受信回路、２７…寝台駆動装置、２９…シーケンス制御回路、４１…静磁場磁石、４３…傾斜磁場コイル、４５…送信コイル、４７…受信コイル、５０…ホストＰＣ、５１…処理回路、５３…記憶回路、５５…表示回路、５７…入力回路、７０…第１のセグメント（外側セグメント）、７１…反転パルス（第１のプリパレーションパルス）、７２…第２のセグメント（内側セグメント）、７３…脂肪飽和パルス（第２のプリパレーションパルス）、７４…データ収集、１００…セグメント、１０１…反転パルス、１０２…脂肪飽和パルス、１０３…データ収集、１３１…天板、１３３…基台、５１１…再構成機能、５１３…画像処理機能、５１５…システム制御機能。

Claims

複数の第１のセグメントに分割され、ｋ空間をラディアル収集で充填するパルスシーケンスを実行する制御回路を具備する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第１のセグメントは、第１のプリパレーションパルスの印加後に複数の第２のセグメントを実行する構成を有し、
前記第２のセグメントは、第２のプリパレーションパルスの印加後に前記ｋ空間における少なくとも１つのラインを収集する構成を有する、
磁気共鳴イメージング装置。
前記制御回路は、前記第１のプリパレーションパルスとして反転パルスを印加する、請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記制御回路は、２次元の１スライスを対象とする２次元データ収集又は３次元の１ボリュームを対象とする３次元データ収集において、前記１スライス又は前記１ボリュームを再構成するために必要なデータを収集するために、前記パルスシーケンスを実行する、請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記制御回路は、前記第２のプリパレーションパルスとして脂肪飽和パルスを印加する、請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記制御回路は、前記パルスシーケンスとして、被検体の組織間のＴ１値又はＴ２値を強調するためのパルスシーケンスを実行する、請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記パルスシーケンスの実行により収集されたデータに基づいてＴ１強調画像又はＴ２強調画像を再構成する処理回路、を更に備える請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
複数の第１のセグメントに分割され、ｋ空間をラディアル収集で充填するパルスシーケンスを実行する制御回路を具備する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第１のセグメントは、同期信号の入力後に複数の第２のセグメントを実行する構成を有し、
前記第２のセグメントは、第２のプリパレーションパルスの印加後に前記ｋ空間における少なくとも１つのラインを収集する構成を有する、
磁気共鳴イメージング装置。
前記制御回路は、２次元の１スライスを対象とする２次元データ収集又は３次元の１ボリュームを対象とする３次元データ収集において、前記１スライス又は前記１ボリュームを再構成するために必要なデータを収集するために、前記パルスシーケンスを実行する、請求項７記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記制御回路は、前記第２のプリパレーションパルスとして脂肪飽和パルスを印加する、請求項７記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記制御回路は、前記パルスシーケンスとして、被検体の組織間のＴ１値又はＴ２値を強調するためのパルスシーケンスを実行する、請求項７記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記パルスシーケンスの実行により収集されたデータに基づいてＴ１強調画像又はＴ２強調画像を再構成する処理回路、を更に備える請求項７記載の磁気共鳴イメージング装置。
複数の第１のセグメントに分割されたパルスシーケンスを実行する制御回路を具備する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第１のセグメントは、第１のプリパレーションパルスの印加後に複数の第２のセグメントを実行する構成を有し、
前記第２のセグメントは、第２のプリパレーションパルスの印加後に前記ｋ空間における少なくとも１つのラインを収集する構成を有し、
前記制御回路は、２次元の１スライスを対象とする２次元データ収集又は３次元の１ボリュームを対象とする３次元データ収集において、前記１スライス又は前記１ボリュームを再構成するために必要なデータを収集するために、前記パルスシーケンスを実行する、
磁気共鳴イメージング装置。