JP2021104198A - 磁気共鳴撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

磁気共鳴撮像装置及びその制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ＦＬＡＩＲ画像等を含む複数のコントラスト画像を最短の撮像時間で取得するＭＲＩ装置を提供する。【解決手段】ＭＲＩ装置の撮像制御部は、所定のパルスシーケンスとして、反転パルスの印加と反転パルス印加から反転時間が経過した後に信号を収集する信号収集シーケンス３０２とを含み、第１のスライス群の画像を取得するＩＲ（反転回復）シーケンスと、１回のＩＲシーケンスの反転パルスと次回のＩＲシーケンスの反転パルスとの間に挿入され、ＩＲシーケンスとはコントラストが異なる画像であって第１のスライスとは異なる第２のスライス群の画像を取得する撮像シーケンス４０２，４０３及び４０４と、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、磁気共鳴撮像装置（以下、ＭＲＩ装置という）による撮像のための技術に係り、特に、ＦＬＡＩＲ画像等を含む複数のコントラストの異なる画像を同時に取得する技術に関する。
ＭＲＩの撮像手法の一つにＦＬＡＩＲ（Ｆｌｕｉｄ Ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）と呼ばれる撮像方法がある。この撮像方法では、スピンを反転させる高周波パルス（ＩＲパルス）を印加し、水のスピンと脂肪のスピンとの縦緩和時間の差を利用して、水のスピンが横磁化のみとなるタイミングで、信号計測のためのパルスシーケンス、例えば、ＦＳＥ等のパルスシーケンスを実行し、水のスピンからの信号を抑制したエコー信号を計測する。ＩＲパルスから信号計測までの待ち時間（ＴＩ）は、信号計測時間に比べ長いので、この時間を有効に使うために、通常、スライス位置を異ならせて順次ＩＲパルスと信号計測を行うマルチスライス撮像が行われる。
しかし、ＩＲパルスとＩＲパルスとの間隔は、信号計測時間に依存するので、信号計測において例えば１０〜２０エコーを計測しようとすると、ある程度間隔を空けざるを得ない。即ち待ち時間ＴＩの活用には制限がある。
一方、ＭＲＩ装置を用いた検査では、一つのコントラスト画像だけでなく、プロトン（ＰＤ）画像、Ｔ１強調（Ｔ１Ｗ）画像、Ｔ２強調（Ｔ２Ｗ）画像、など複数のコントラスト画像を取得したいという要請がある。このような要請に対し、例えば、特許文献１には、上述したＦＬＡＩＲとＴ２Ｗ撮像とを組み合わせた撮像方法が提案されている。この方法では、一つのスライスについてＩＲパルスを印加した後、複数スライスを同時に励起する高速スピンエコー法（ＦＳＥ）シーケンスを用いて、ＦＬＡＩＲ画像とＴ２Ｗ画像を同時に取得する。
また特許文献２には、マルチスライスのＦＬＡＩＲにおいて、複数のスライスのIRパルスの後に、１回目のＩＲパルス印加後の信号計測までの間に、ＦＬＡＩＲで励起されたスライスとは異なるスライスに対し、Ｔ２強調撮像などを行う技術が開示されている。
米国特許１０２６１１５３号 米国特許出願公開公報２０１８／０１２８８９１号
特許文献１に記載された技術では、１回の撮像で２種の画像を取得できるという利点はあるが、ＩＲシーケンスの待ち時間ＴＩは活用されていないので、時間の短縮には限界がある。
特許文献２に記載された技術は、上述したＦＬＡＩＲにおける待ち時間の利用と複数コントラスト画像の同時取得という２つの要請を満たすものであるが、信号計測時間に対応するＩＲパルス間の時間は依然として待ち時間として残り、全体としての撮像時間の短縮効果は限定的である。
本発明は上記従来の問題を解決し、ＦＬＡＩＲ画像等を含む複数のコントラスト画像を最短の撮像時間で取得する技術を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明は、ＩＲパルス間の間隙を利用して複数のコントラスト撮像を行う。この際、スライス位置を制御し、時間的に隣接する撮像間でそれぞれ用いるＲＦパルスの影響を最小にする。
即ち本発明の第１の態様のＭＲＩ装置は、検査対象が発生する核磁気共鳴信号を収集して検査対象の画像を取得する撮像部と、パルスシーケンスを用いて前記撮像部を制御する撮像制御部と、を備え、前記パルスシーケンスは、コントラストが異なる複数の画像をそれぞれ取得する複数の撮像シーケンスを組み合わせたパルスシーケンスを含み、前記複数の撮像シーケンスのうち一つの撮像シーケンスは、反転パルスの印加と前記反転パルス印加から反転時間が経過した後に信号を収集する信号収集シーケンスとを含むＩＲ（反転回復）シーケンスであり、前記撮像制御部は、複数のスライスについて、前記ＩＲシーケンスの前記反転パルスの印加タイミングをずらしながら、複数回のＩＲシーケンスを実行し、１回のＩＲシーケンスの反転パルスと次回のＩＲシーケンスの反転パルスとの間で、それら２つの反転パルスが印加されたスライスとは別のスライスについて、前記ＩＲシーケンスとは異なる撮像シーケンスを実行することを特徴とする。
を特徴とする。
また本発明の第２の態様のＭＲＩ装置は、静磁場発生部と、静磁場に傾斜磁場を与える傾斜磁場発生部と、高周波パルスを発生する送信部と、核磁気共鳴信号を受信する受信部とを備え、所定のパルスシーケンスに従って前記傾斜磁場発生部、前記送信部及び前記受信部を動作させて検査対象の画像を取得する磁気共鳴撮像装置であって、前記所定のパルスシーケンスとして、反転パルスの印加と前記反転パルス印加から反転時間が経過した後に信号を収集する信号収集シーケンスとを含み、第１のスライス群の画像を取得するＩＲ（反転回復）シーケンスと、１回のＩＲシーケンスの反転パルスと次回のＩＲシーケンスの反転パルスとの間に挿入され、前記ＩＲシーケンスとはコントラストが異なる画像であって前記第１のスライス群とは異なる第２のスライス群の画像を取得する撮像シーケンスと、を備えたことを特徴とする。
本発明が適用されるＭＲＩ装置の全体構成を示す図。 第一実施形態のＭＲＩ装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図。 図１の撮像シーケンスのうちＦＬＡＩＲシーケンスを示す図。 （Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、第一実施形態及び第二実施形態におけるスライスの撮像順序を説明する図。 第二実施形態のパルスシーケンスの一例を示す図。 第二実施形態のスライス計測順序を説明する図。 第三実施形態のパルスシーケンスの一例を示す図。 第三実施形態のスライス計測順序を説明する図。 第四実施形態のパルスシーケンスの一例を示す図。 ＵＩ画面例を示す図。
以下、本発明のＭＲＩ装置の実施形態を説明する。
最初に本発明が適用されるＭＲＩ装置の概要を説明する。図１に示すように、ＭＲＩ装置１００は、主な構成として、撮像部１０と、撮像部１０が収集した信号を用いて各種演算を行うとともに装置全体の制御を行う計算機２０とを備える。
撮像部１０は、静磁場を発生するマグネット１１、静磁場に磁場勾配を与える傾斜磁場コイル１２、高周波磁場を発生するＲＦ送信コイル１３、核磁気共鳴信号を受信するＲＦ受信コイル１４、及びシーケンサ１５を備えている。
マグネット１１には、発生する静磁場の方向によって、水平磁場方式や垂直磁場方式があり、被検体５０が置かれる検査空間に均一な磁場を発生する。傾斜磁場コイル１２は、傾斜磁場電源１６に接続され、傾斜磁場を発生させる。傾斜磁場コイル１２は、互いに直交する３軸方向の傾斜磁場を発生する３組のコイルからなり、これら傾斜磁場コイル１２が発生する傾斜磁場を組み合わせることで任意の方向の傾斜磁場を発生させることができる。
ＲＦ送信コイル１３は、高周波磁場発生器１７に接続され、被検体５０に高周波磁場を照射（送信）する。ＲＦ受信コイル１４は、受信器１８に接続され、被検体（検査対象）５０からの核磁気共鳴信号を受信する。核磁気共鳴信号を発生させて受信させる間に傾斜磁場コイル１２により、所定の方向の傾斜磁場を所定のタイミングで印加することで核磁気共鳴信号に位相エンコードや周波数エンコードなどの情報を付与することができる。
シーケンサ１５は、受信器１８に検波の基準とする磁気共鳴周波数をセットするとともに、計算機（ＰＣ）２０からの指示に従って傾斜磁場電源１６、高周波磁場発生器１７及び受信器１８に命令を送り、それぞれ動作させる。
計算機２０は、受信器１８で検波された信号をＡ／Ｄ変換回路を介して受信し、画像再構成などの信号処理を行い、その結果を表示装置等に表示させる。計算機２０はＣＰＵやＧＰＵとメモリを備えた汎用の計算機やワークステーションで構成することができ、その諸機能はＣＰＵが、記憶部に記憶されたプログラムを読み込むで実行するソフトェアとして実現される。ただし、信号処理や演算の一部は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどのハードウェアで実現することもでき、本実施形態ではそれらを含め計算機２０という。
計算機２０には、ユーザとの間でインタラクティブに装置を制御するためのユーザインターフェイス（ＵＩ）部３０や、計算機２０における演算や制御に必要なデータやプログラムなどを格納する記憶装置４０（計算機の内部記憶装置及び外部記憶装置を含む）が接続されている。ＵＩ部３０は、計算機２０の演算結果である画像やＧＵＩを表示するディスプレイ３１及びユーザからの指令を受付ける入力デバイス３２などが備えられている。
撮像部１０による撮像は、シーケンサ１５にセットされたパルスシーケンスとＵＩ部３０を介して入力された撮像パラメータとに従って行われる。
パルスシーケンスは、ＲＦ送信コイル１３が発生するＲＦパルス及び傾斜磁場コイル１２が発生する傾斜磁場パルスの強度や印加タイミング、及び受信器１８における信号収集時間を定めたもので、撮像方法や撮像目的に応じて種々のパルスシーケンスがあり、これらは予め記憶装置４０内に格納されている。
撮像パラメータは、エコー時間（ＴＥ）、繰り返し時間（ＴＲ）、スライス厚やスライス数などを含む。ユーザーが、パルスシーケンスあるいは撮像パラメータを、強調して撮像したい物性値（例えば縦緩和時間（Ｔ１）、横緩和時間（Ｔ２）、見かけの横緩和時間（Ｔ２＊）、プロトン密度（ＰＤ）、拡散係数、など）に応じて設定することにより、物性値の違いの強調度合いが異なる各種の画像（例えば、Ｔ１強調画像、Ｔ２強調画像、Ｔ２＊強調画像、プロトン密度強調画像、拡散強調画像等）、即ちコントラストが異なる画像を撮像することができる。
計算機２０は、ＵＩ部３０を介して入力されたユーザ指示に従い所定のパルスシーケンスと撮像パラメータをシーケンサ１５にセットし、シーケンサ１５を介して撮像部１０を制御する。この計算機２０の機能を撮像制御部２１とする。
本実施形態では、パルスシーケンスとして、縦磁化を反転させる反転パルス（ＩＲパルス）を用いた撮像シーケンス（ＩＲシーケンス）と、ＩＲシーケンスとはコントラストが異なる画像を取得する撮像シーケンスとを組み合わせて、マルチスライス撮像を行うパルスシーケンスが設定される。マルチスライス撮像では、計算機２０のメモリには、受信器で受信した信号をスライス毎に格納する計測空間が準備されるが、本実施形態ではさらにＩＲシーケンスで収集した信号と、異なるコントラストの撮像シーケンスで収集した信号とをそれぞれ格納する計測空間がスライス毎に準備され、各撮像シーケンスの実行によって順次収集されるエコー信号はスライス毎に且つシーケンス種毎に対応する計測空間に格納される。
＜第一実施形態＞
以下、本実施形態のＭＲＩ装置が実行するパルスシーケンスとその制御方法の実施形態を説明する。
図２に本実施形態のＭＲＩ装置が実行するマルチスライスのパルシーケンスの一例を示す。このパルスシーケンスは、ＦＬＡＩＲシーケンス３００と、それとはコントラストが異なる画像、例えばＴ２強調画像を取得する撮像シーケンス４００とを含み、スライスを入れ替えながらＦＬＡＩＲシーケンス３００と撮像シーケンス４００とを交互に実行する。なお図ではスライス数が６である場合を示している。また図中の符号の「−１」は対象であるスライスの違いを示すためにつけたものであり、総括的な説明では省略する（以下、同じ）。
具体的には、まずＦＬＡＩＲシーケンス３００では、スライスＳ１を選択してＩＲパルス３０１−１を印加し、印加から所定のＴＩ時間経過後に信号取得シーケンス３０２−１を実行し、スライスＳ１からのエコー信号を収集する。信号取得シーケンス３０２は、エコー信号を取得するシーケンスであれば特に限定されないが、高速スピンエコー法やエコープラナー法のシーケンスなどの１回の励起ＲＦパルス後に複数のエコー信号を収集できるシーケンスであることが好ましい。
ＦＬＡＩＲシーケンス３００の一例を図３に示す。この撮像シーケンスでは、ＩＲパルス３０１をスライス傾斜磁場パルスＧｓとともに印加し、所定のスライス内の縦磁化（原子核スピン）を反転させる。スライス傾斜磁場パルスの方向と強度によって所望のスライスを選択できる。ＩＲパルス３０１を印加してＴＩ時間経過後に、信号取得シーケンス３０２を開始する。図３に示す例は、信号取得シーケンス３０２は高速スピンエコー法のシーケンス（ＦＳＥ）であり、まず同じスライスを選択して励起用ＲＦパルス（例えば９０度パルス）を印加し、その後エコー信号Ｅｃｈｏを生じさせるためのリフォーカス用ＲＦパルス（例えば１８０度パルス）繰り返し印加しながら、リフォーカス用ＲＦパルスとリフォーカス用ＲＦパルスとの間で読み出し傾斜磁場パルスＧｒを印加してエコー信号Ｅｃｈｏを計測する。読み出し傾斜磁場パルスＧｒの印加の前に、エコー信号毎に強度が異なる位相エンコード傾斜磁場パルスＧｐを印加し、エコー信号に位相エンコードを付与する。なお、リフォーカス用ＲＦパルスは１８０度パルス以外に、毎回のフリップ角を１８０度よりも小さい角度で変調するＶａｒｉａｂｌｅ Ｆｌｉｐ Ａｎｇｌｅ法を用いることもできる。
このようにスライスＳ１について信号取得を行った後、スライスＳ３についても、同様にＩＲパルス３０１−２の印加と、信号取得シーケンス３０２−２を実行するが、１回目のＩＲパルス３０１−１と２回目のＩＲパルス３０１−２との間に、スライスＳ１及びＳ３とは異なるスライスＳ２を選択して撮像シーケンス４００−１を実行する。
撮像シーケンス４００は、コントラストの異なる画像を取得するシーケンスであり、シーケンスの種類は、限定されるものではないが、信号取得シーケンス３０２と同様に、１回の励起ＲＦパルス後に複数のエコー信号を収集できるシーケンスであることが好ましい。１回の信号収集時間に取得するエコー信号数を同じとすることにより、各スライスについて２種の画像、ＦＬＡＩＲ画像及び別のコントラスト画像を同じ繰り返しで取得することができ、効率のよい計測を行うことができる。但し、撮像シーケンス４００の種類に応じて、スピンエコー法シーケンスやグラディエントエコー法シーケンスなどの１回の励起で１ないし少ない数のエコーを収集する撮像シーケンスを採用してもよい。
撮像シーケンス４００は、パルスシーケンスの種類（例えばＦＳＥ法やエコープラナー法、スピンエコー法、グラディエントエコー法）を変える、あるいは位相エンコード傾斜磁場の印加順序（オーダリング）を並び替えることにより強調度合いを異ならせ、コントラストの異なる画像、例えばＴ１強調画像、Ｔ２強調画像、Ｔ２＊強調画像、プロトン強調画像、拡散強調画像など、を取得することができる。
具体的には、撮像シーケンス４００が図３に示す信号取得シーケンス３０２と同様のシーケンスの場合、ｋ空間の中心に配置されるエコー信号（最小の位相エンコード）を最初に収集するオーダリングとした場合にはプロトン強調画像が得られる。また、図３の例のように、同エコー信号を収集するタイミングを遅くした場合には、Ｔ２（或いはＴ２＊）強調画像が得られる。Ｔ１強調画像は、通常、スピンエコーシーケンスを用いて撮像されるが、本実施形態の場合には、隣接するスライスのＩＲパルスの影響を排除するため縦磁化をゼロにする９０度パルスを印加し、一定の待ち時間（ＴＲ’）後に、図２の信号取得シーケンスと同様のＦＳＥを実行してもよい。この待ち時間（ＴＲ’）による縦磁化の回復度合いを調整することによりＴ１強調度合いを調整したＴ１強調画像が得られる。拡散強調画像は、ＭＰＧパルスと呼ばれる強度の大きい傾斜磁場パルスを付加してＴ２強調と同様に信号収集する。
上述の撮像シーケンス４００を、ＦＬＡＩＲシーケンス３００−１とＦＬＡＩＲシーケンス３００−２との間で実行する（図２）。ここで前のＦＬＡＩＲシーケンスのＩＲパルスと次のＦＬＡＩＲシーケンスのＩＲパルスとの間隔は、信号取得シーケンス３０２の時間（ＴＡＣＱ）によって決まるので（即ち、ＩＲパルス間隔は時間（ＴＡＣＱ）以上でなければならないので）、信号取得シーケンス３０２の時間（ＴＡＣＱ）と撮像シーケンス４００の時間はＩＲパルス間隔よりも短くする必要がある。一方、一回の励起でのエコーの収集回数が多いほど撮像に必要な時間は短くなるため、この条件を満たす範囲で信号取得シーケンス３０２の時間と撮像シーケンス４００の時間は長くし、エコー収集回数を多くするのが好適である。より好適には、ＩＲパルス間隔、信号取得シーケンス３０２の時間、および撮像シーケンス４００の時間をほぼ等しく設定することで、時間あたりのエコーの収集回数が最大化するため撮像時間短縮効果が大きくなる。
スライスＳ５についても、スライスＳ１、Ｓ３と同様に、ＩＲパルス３０１−３の印加と信号取得シーケンス３０２−３を実行し、この２回目のＩＲパルス３０１−２と３回目のＩＲパルス３０１−３との間で、スライスＳ４を選択して撮像シーケンス４００−２を実行する。またスライスＳ５のＩＲパルス３０１−３の印加後にはスライスＳ６を選択して撮像シーケンス４００−３を実行する。
以上を繰り返し単位として、縦磁化の回復時間を待って、信号取得シーケンス３０２と撮像シーケンス４００のそれぞれで画像再構成に必要なエコー信号を取得するまで、パルスシーケンスを繰り返す。これによりスライスＳ１、Ｓ３、Ｓ５についてＦＬＡＩＲ画像用信号が収集され、スライスＳ２、Ｓ４、Ｓ６について、例えば、Ｔ１Ｗ画像やＰＤ画像などＦＬＡＩＲ画像とはコントラストが異なる画像用の信号が収集される。
次に、ＦＬＡＩＲシーケンス３００の対象であるスライスと、撮像シーケンス４００の対象であるスライスとを入れ替えて、図２のパルスシーケンスを繰り返す。これによりスライスＳ２、Ｓ４、Ｓ６についてＦＬＡＩＲ画像が得られ、スライスＳ１、Ｓ３、Ｓ５についてコントラストが異なる画像が得られる。最終的に全スライスについて２種の画像が得られる。
実施形態によれば、ＩＲパルスを用いたマルチスライス撮像において、時間的に連続する２つＩＲパルスの間に（１回のＩＲシーケンスのＩＲパルスと次回のＩＲシーケンスのＩＲパルスとの間に）、それらＩＲパルスが印加されるスライスとは異なるスライスに対しコントラストが異なる画像を取得するシーケンスを実施することで、ＩＲパルスを用いたマルチスライスの撮像時間内で、時間を延長することなく、複数種の画像を取得することができる。また最後のスライスの待ち時間のみを利用するものでではないので、ＴＩを十分利用したスライス数の設定が可能になる。
なお以上の説明では、ＩＲパルスを用いるシーケンスとしてＦＬＡＩＲを例にしたが、ＦＬＡＩＲのほかに、同一スライスについて２回のＩＲパルスを印加するＤＩＲ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）や比較的短いＴＩで信号収集するＳＴＩＲ（Ｓｈｏｒｔ Ｔｉｍｅ Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）などのシーケンスでもよい。
また図２では、図４（Ａ）に示すように、複数のスライスを奇数番目のスライスと偶数番目のスライスとに分け、一方をＦＬＡＩＲシーケンス３００とし、他方を別のコントラストの撮像シーケンス４００とし、これを交互に実行にする例を示したが、スライスＳ１〜Ｓ６の順序は、それぞれが異なるスライスであれば、図２の例に限定されない。但し、時間的に隣り合うＦＬＡＩＲシーケンスは、前のＩＲの影響が隣接するスライスに与える影響を排除するために、空間的に隣接しないスライスとすることが好ましい。
スライスの順序は、図２に示す撮像シーケンスとともに、デフォルトで設定されていてもよいし、撮像制御部２１が、スライス数やスライス厚などの撮像パラメータに応じてスライス順序を制御する構成としてもよい。
＜第二実施形態＞
本実施形態でも、時間的に連続する２つのＦＬＡＩＲシーケンスのＩＲパルス間でコントラストの異なる撮像シーケンスを実行して短時間で複数画像種を取得することは第一実施形態と同じであるが、本実施形態ではスライス順序を制御し、近いスライスに印加されたＩＲパルスの影響を極力排除し、画質の向上をする。
即ち、本実施形態では、複数のスライスが含まれる検査対象の領域を第１及び第２の領域に分割し、時間的に隣り合う反転パルスを印加するスライスを第１の領域に含まれるスライスとし、異なる撮像シーケンスを実行するスライスを第２の領域に含まれるスライスとする第１の計測（計測ブロック１）と、時間的に隣り合う反転パルスを印加するスライスを第２の領域に含まれるスライスとし、異なる撮像シーケンスを実行するスライスを第１の領域に含まれるスライスとする第２の計測（計測ブロック２）と、を実行する。
この際、第１の領域及び第２の領域に含まれるスライスをそれぞれ奇数番目のスライスと偶数番目のスライスとに分け、第１の計測及び第２の計測を、奇数番目のスライスのスライス及び偶数番目のスライスのそれぞれについて分けて実行する。
本実施形態のパルスシーケンスの一例を図５に示す。ここでは、図４（Ｂ）に示すように、１２のスライスをマルチスライス撮像する例を示している。パルスシーケンスを構成するＦＬＡＩＲシーケンス３００及び撮像シーケンス４００の詳細は、第一実施形態で説明したとおりであり、ここでは説明を省略する。
本実施形態では、図示するように、第１の領域に含まれる奇数番目のスライスＳ１、Ｓ３、Ｓ５を対象として、順次、ＩＲパルス３０１の印加タイミング及び信号取得シーケンス３０２をずらしながらＦＬＡＩＲシーケンス３００を実行する。
スライスＳ１の撮像とスライスＳ３の撮像との間、スライスＳ３の撮像とスライスＳ５の撮像との間、及び、スライスＳ５のＩＲパルス印加後に、それぞれ、第２の領域の奇数番目のスライスＳ７、Ｓ９、Ｓ１１を対象として、ＦＬＡＩＲ画像と異なるコントラストの画像を取得する撮像シーケンス４００を実行する。ここまでの計測をブロック１とする。
次に第２の領域に含まれる偶数番目のスライスＳ８、Ｓ１０、Ｓ１２を選択して、順次、ＩＲパルス３０１の印加タイミング及び信号取得シーケンス３０２をずらしながらＦＬＡＩＲシーケンス３００を実行する。このスライスＳ８の撮像とスライスＳ１０の撮像との間、スライスＳ１０の撮像とスライスＳ１２の撮像との間、及び、スライスＳ１２のＩＲパルス印加後に、それぞれ、第１の領域の偶数番目のスライスＳ２、Ｓ４、Ｓ６を選択して、ＦＬＡＩＲ画像と異なるコントラストの画像を取得する撮像シーケンス４００を実行する。この計測をブロック２とする。
次に奇数スライスと偶数スライスとを入れ替えて、同様に、ブロック１とブロック２の計測を行う。即ち、ブロック１では、第１領域の偶数番目スライスＳ２、Ｓ４、Ｓ６でＦＬＡＩＲ画像用信号を収集し、第２領域の偶数番目のスライスＳ８、Ｓ１０、Ｓ１２で他のコントラスト画像用信号を収集する。ブロック２では、第１領域の奇数番目スライスＳ７、Ｓ９、Ｓ１１でＦＬＡＩＲ画像信号を収集し、第２領域の奇数番目のスライスＳ１、Ｓ３、Ｓ５で他のコントラスト画像信号を収集する。
すなわち、図６に示すように、１回目のブロック１及びブロック２の計測と、奇遇を入れ替えた２回目のブロック１（１’）及びブロック２（２’）の計測とを行うことで、すべてのスライスについてＦＬＡＩＲシーケンス３００と他のコントラストの撮像シーケンス４００とが実行される。１回のシーケンスで画像の再構成に必要な数のエコー信号が収集するように設定されている場合には、すべてのスライスについて２種の画像が得られる。或いは２回の計測をセットとして繰り返し、すべてのスライスについて２種の画像を得る。
以上、スライス数が１２の場合を示したが、スライス数がそれより少ない場合や多い場合でも、同じ手法でスライス順序の制御を行うことができる。
本実施形態によれば、第一実施形態と同様に、ＦＬＡＩＲシーケンスのＩＲパルスが印加されるスライスが、その直前にＩＲパルスを印加されたスライスと隣接していないので、隣接するスライスに印加されたＩＲパルスの影響を受けない画質のよいＦＬＡＩＲ画像が得られる。また本実施形態によれば、ＦＬＡＩＲシーケンスを行うスライスと、他のコントラストのシーケンスを行うスライスが異なる領域のスライスであるため、他のコントラスト画像についても、隣接したスライスに印加したＩＲパルスの影響を排除することができ画質を向上することができる。
＜第三実施形態＞
本実施形態では、複数回のＩＲシーケンスにおいて、隣り合う反転パルスの印加間で、互いにコントラストが異なる複数種の撮像シーケンスを実行する。
本実施形態のパルスシーケンスの一例を図７に示す。図中、図２及び図５と同じ要素は同じ符号で示し、重複する説明は省略する。
本実施形態では、４つのスライスの計測を１つのブロックとして、計測を繰り返し、ＦＬＡＩＲ画像と、それとはコントラストが異なる３種の画像を取得する。
最初のブロック１では、スライスＳ１を選択して、ＦＡＩＲシーケンス３００のＩＲパルス３０１を印加した後、信号収集シーケンス３０２までの間に、スライスＳ２、Ｓ３、Ｓ４について、それぞれ、コントラストの異なる３種の画像を取得する撮像シーケンス４０２，４０３及び４０４を実行する。ここでは撮像シーケンスが、Ｔ１Ｗ画像を取得するシーケンス（Ｔ１Ｗシーケンスと略す）、Ｔ２Ｗ画像を取得するシーケンス（Ｔ２Ｗシーケンスと略す）、及び、ＰＤ画像を取得するシーケンス（ＰＤシーケンスと略す）の３種である場合を例に説明する。
図示する例では、まずスライスＳ３を選択してＴ２Ｗシーケンス４０３を実行しスライスＳ３からの信号を取得し、次にスライスＳ４を選択してＰＤシーケンス４０４を実行しスライスＳ４からの信号を取得する。またＴ２Ｗシーケンス４０３終了後ＰＤシーケンス４０４開始前に、スライスＳ２を選択してプリパルス（π／２パルス）４０１を印加し、所定の待ち時間ＴＲ’後にＴ１Ｗシーケンス４０２によりスライスＳ２から信号を取得する。すなわちＰＤシーケンス４０４はＴ１Ｗシーケンス４０２の待ち時間ＴＲ’の間に実行される。その後、ＦＡＩＲシーケンス３００の信号収集シーケンス３０２を実行し、スライスＳ１からの信号を取得する。
次のブロックでは、スライスＳ５〜スライスＳ８までの４スライスについて、上記と同様にＦＡＩＲシーケンス３００と３種の撮像シーケンス４０２〜４０４を実行する。全スライスについて、４スライスを１組とする計測が終わったら（即ち、ブロック内で最も大きい番号のスライスの番号が全スライス数を超えた場合、そのブロックを最後のブロックとし）、ブロック内のスライスの組み合わせは変えずに順番をずらして、同ブロック数の計測を繰り返す。例えば、最初の計測では、ブロック１はスライスＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の順番で撮像シーケンス３００、４０２〜４０４を行ったものを、次の計測のブロック１はスライスＳ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ１の順番で撮像シーケンス３００、４０２〜４０４を行う。次のブロック２も同様である。このようなスライス制御の様子を図８に示す。この図では、ブロック１〜ブロックＰ（Ｐは２以上の整数）までの計測を、ブロック内のスライス順序を変えながら、繰り返す。これにより全てのスライスの全てのコントラストの画像を計測することができる。
本実施形態によれば、ＩＲパルス間に実行する撮像シーケンス種を増やすことで、一度に多数の画像種を取得することができさらに検査時間が短縮する。また本実施形態では、撮像時間が長いＴ１Ｗをプリパルス（π／２パルス）と組み合わせることで、ＩＲパルス間に組み込むことができ、一般に撮像時間が長いＦＬＡＩＲ画像とＴ１Ｗ画像を一つの撮像シーケンスで取得することができ時間短縮効果が高い。さらに本実施形態では、プリパルスと組み合わせたＴ１Ｗ用シーケンスの、プリパルス４０１と信号取得シーケンス４０２との間を利用することにより、撮像時間を延長することなく、複数種の撮像シーケンスを実行することができる。
なお図７では、ＩＲパルス間で３つのコントラストが異なる画像の信号を取得する場合を示したが、２種でもよいことは言うまでもないし、その組み合わせもＴ２ＷとＰＤ、Ｔ２ＷとＴ１Ｗ、Ｔ１ＷとＰＤなど任意である。また図７において、Ｔ２Ｗシーケンス４０３とＰＤシーケンス４０４とを入れ替えてもよい。さらに３つのシーケンス４０２〜４０４のうち、２つのシーケンスを同種のシーケンスとし、収集するエコー信号の数を他の一つのシーケンスで収集するエコー信号数より少なく、例えば半分に設定してもよい。
＜第四実施形態＞
本実施形態は、ＩＲシーケンスと組み合わせる異なるコントラストの１ないし複数種の撮像シーケンスの一つに、Ｔ１Ｗシーケンスを採用し、その際、Ｔ１Ｗのプリパルス（π／２パルス）をＩＲパルスとの合成パルスとして印加することが特徴である。
図９に本実施形態のパルスシーケンスの一例を示す。図９では、第三実施形態と同様に、４つのスライスの計測を１つのブロックとして、計測を繰り返し、ＦＬＡＩＲ画像と、それとはコントラストが異なる３種の画像を取得する。但し、本実施形態では、最初に印加するＲＦパルス３０１Ｍとして、スライスＳ１を選択する周波数とスライス２を選択する周波数を含むマルチバンドパルスを用いて、スライスＳ１とスライスＳ２の縦磁化を回転させる。この際、各周波数成分の強度（ＦＡ）を異ならせて、スライスＳ１の縦磁化を１８０度回転させるとともに、スライスＳ２内の縦磁化を９０度回転させる。
その後、スライスＳ１については、所定のＴＩ後に信号取得シーケンス３０２を実行し、そのＴＩの間に、スライスＳ２について待ち時間ＴＲ’後に信号取得シーケンス４０２を実行する。またこの待ち時間ＴＲ’の間に、スライスＳ３を選択して他のコントラストのシーケンス、Ｔ２Ｗ又はＰＤＷのシーケンス４０３を実行し、スライスＳ２の信号収集終了からスライスＳ１の信号収集までの間に、スライスＳ４を選択してさらに別のコントラストのシーケンスを実行する。
これら４つのスライスの計測を１つのブロックとして、スライスＳ５以降のスライスについて同様の計測を行うこと、ブロック内のスライスの順序を変えて同様の計測を繰り返すこと、は第三実施形態と同様である。
本実施形態によれば、ＦＬＡＩＲシーケンスのＩＲパルス３０１とＴ１Ｗシーケンス４０２のπ／２パルス４０１とを一つのマルチバンドパルスにすることで、ＩＲパルス３０１とπ／２パルス４０１を別々に印加する場合に比べ、パルス１個分の撮像時間を短くできるという効果が得られる。
なお図９では、コントラストの異なる画像を取得する撮像シーケンスが３種ある場合を示しているが、本実施形態は、撮像シーケンスはＴ１Ｗシーケンス４０２のみの場合や、Ｔ１Ｗシーケンス４０２の他に、撮像シーケンス４０３，４０４の一方のみを含む場合にも適用することが可能である。
以上、本発明のＭＲＩ装置が実行するパルスシーケンスとそのスライス制御の実施形態を説明したが、撮像シーケンスの選択とスライス制御方法は、検査部位や検査目的などの応じた１乃至複数の組み合わせをデフォルトとして、装置側に設定しておいてもよいし、ユーザ指定によって撮像制御部２１が制御する構成としてもよい。
ユーザ指定としては、ＩＲシーケンスにおけるＴＩ時間、所望する画像の種類と数、スライス数、画質又は計測時間の優先度、などがあり、これらを、図１０に示すように、撮像条件を設定する際の撮像パラメータとして選択或いは入力可能にしてもよい。撮像制御部２１は、ＵＩ部３０を介してユーザ指定を受け取ると、それに合わせてパルスシーケンスとスライス制御方法を計算し、シーケンサ１５にセットする。例えば、ユーザ指定の画像種がＦＬＡＩＲとＴ２Ｗの場合には、図５に示すような撮像シーケンスをセットするとともに、スライスの計測順序を決定する。その際、設定されたＴＩとスライス数に応じて、一つのブロックで計測するスライスの数や他のコントラストのシーケンス４００の信号取得数を調整してもよい。
ユーザ指定によりＦＬＡＩＲ画像のほかに３種の画像種が入力された場合には、図７或いは図９に示す撮像シーケンスをセットするとともに、入力されたＴＩの長さに応じて、シーケンス４０２〜４０４の信号取得数を調整してもよい。
１０：撮像部、１１：静磁場発生部、１２：傾斜磁場コイル、１３：送信コイル、１４：受信コイル、２０：計算機、２１：撮像制御部、３０：ＵＩ部、４０：記憶装置。

Claims (11)

  1. 検査対象が発生する核磁気共鳴信号を収集して検査対象の画像を取得する撮像部と、パルスシーケンスを用いて前記撮像部を制御する撮像制御部と、を備え、
    前記パルスシーケンスは、コントラストが異なる複数の画像をそれぞれ取得する複数の撮像シーケンスを組み合わせたパルスシーケンスを含み、前記複数の撮像シーケンスのうち一つの撮像シーケンスは、反転パルスの印加と前記反転パルス印加から反転時間が経過した後に信号を収集する信号収集シーケンスとを含むＩＲ（反転回復）シーケンスであり、
    前記撮像制御部は、複数のスライスについて、前記ＩＲシーケンスの前記反転パルスの印加タイミングをずらしながら、複数回のＩＲシーケンスを実行し、
    １回のＩＲシーケンスの反転パルスと次回のＩＲシーケンスの反転パルスとの間で、それら２つの反転パルスが印加されたスライスとは別のスライスについて、前記ＩＲシーケンスとは異なる撮像シーケンスを実行することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
  2. 請求項１に記載の磁気共鳴撮像装置であって、
    前記撮像制御部は、前記２つの反転パルスを印加する２つのスライスを、互いに空間的に隣接しないスライスとする制御を行うことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
  3. 請求項２に記載の磁気共鳴撮像装置であって、
    前記撮像制御部は、
    前記複数のスライスを奇数番目のスライスと偶数番目のスライスに分け、時間的に隣り合う反転パルスを印加するスライスを前記奇数番目のスライスとし、前記異なる撮像シーケンスを実行するスライスを前記偶数番目のスライスとする第１の計測と、
    前記時間的に隣り合う反転パルスを印加するスライスを前記偶数番目のスライスとし、前記異なる撮像シーケンスを実行するスライスを前記奇数番目のスライスとする第２の計測と、を実行することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
  4. 請求項１に記載の磁気共鳴撮像装置であって、
    前記撮像制御部は、
    前記複数のスライスが含まれる検査対象の領域を第１及び第２の領域に分割し、前記ＩＲシーケンスを実行するスライスを前記第１の領域に含まれるスライスとし、前記異なる撮像シーケンスを実行するスライスを前記第２の領域に含まれるスライスとする第１の計測と、
    前記ＩＲシーケンスを実行するスライスを前記第２の領域に含まれるスライスとし、前記異なる撮像シーケンスを実行するスライスを前記第１の領域に含まれるスライスとする第２の計測と、を実行することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
  5. 請求項４に記載の磁気共鳴撮像装置であって、
    前記撮像制御部は、前記第１の領域及び前記第２の領域に含まれるスライスをそれぞれ奇数番目のスライスと偶数番目のスライスとに分け、前記第１の計測及び前記第２の計測を、前記奇数番目のスライス及び前記偶数番目のスライスのそれぞれについて分けて実行することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
  6. 請求項１に記載の磁気共鳴撮像装置であって、
    前記撮像制御部は、
    １回のＩＲシーケンスの反転パルスと次回のＩＲシーケンスの反転パルスとの間で、互いにコントラストが異なる複数種の撮像シーケンスを実行することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
  7. 請求項６に記載の磁気共鳴撮像装置であって、
    前記複数種の撮像シーケンスは、Ｔ１強調シーケンス、Ｔ２強調シーケンス、Ｔ２＊強調シーケンス、プロトン強調シーケンス、拡散強調シーケンスのいずれかを含むことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
  8. 請求項１に記載の磁気共鳴撮像装置であって、
    前記ＩＲシーケンスは、ＦＬＡＩＲシーケンス、ＳＴＩＲシーケンス、ＤＩＲシーケンスのいずれかであることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
  9. 請求項１に記載の磁気共鳴撮像装置であって、
    前記ＩＲシーケンスの信号取得シーケンス及び前記ＩＲシーケンスとはコントラストが異なる撮像シーケンスの少なくとも一つは、１回の励起後に複数のエコー信号を計測するシーケンスであることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
  10. 静磁場発生部と、静磁場に傾斜磁場を与える傾斜磁場発生部と、高周波パルスを発生する送信部と、核磁気共鳴信号を受信する受信部とを備え、所定のパルスシーケンスに従って前記傾斜磁場発生部、前記送信部及び前記受信部を動作させて検査対象の画像を取得する磁気共鳴撮像装置であって、
    前記所定のパルスシーケンスとして、
    反転パルスの印加と前記反転パルス印加から反転時間が経過した後に信号を収集する信号収集シーケンスとを含み、第１のスライス群の画像を取得するＩＲ（反転回復）シーケンスと、
    １回のＩＲシーケンスの反転パルスと次回のＩＲシーケンスの反転パルスとの間に挿入され、前記ＩＲシーケンスとはコントラストが異なる画像であって前記第１のスライス群とは異なる第２のスライス群の画像を取得する撮像シーケンスと、
    を備えたことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
  11. 所定のパルスシーケンスに従って検査対象の画像を取得する磁気共鳴撮像装置の制御方法であって、
    前記所定のパルスシーケンスは、反転パルスの印加と前記反転パルス印加から反転時間が経過した後に信号を収集する信号収集シーケンスとを含み、第１のスライス群の画像を取得するＩＲ（反転回復）シーケンスと、
    １回のＩＲシーケンスの反転パルスと次回のＩＲシーケンスの反転パルスとの間に挿入され、前記ＩＲシーケンスとはコントラストが異なる画像であって前記第１のスライス群とは異なる第２のスライス群の画像を取得する撮像シーケンスと、を含み、
    前記第１のスライス群と第２のスライス群とを入れ替えて、前記ＩＲシーケンスと前記撮像シーケンスとを繰り返し、前記第１のスライス群及び前記第２のスライス群に含まれる全スライスについて、ＩＲ画像及びそれとコントラストの異なる画像を取得する制御を行うことを特徴とする磁気共鳴撮像装置の制御方法。
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