JP2023117718A - 磁気共鳴イメージング装置、超偏極信号取得方法、および超偏極信号取得プログラム - Google Patents

磁気共鳴イメージング装置、超偏極信号取得方法、および超偏極信号取得プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】超偏極状態の核種からのＭＲ信号の減衰を抑制しつつ、超偏極信号に基づいて取得された情報の信頼性を向上可能なデータの取得を実現すること。【解決手段】実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、取得部と、磁場制御部と、を備える。取得部は、超偏極状態の第１核種の励起後から、前記第１核種からの第１磁気共鳴信号の取得前までの期間において、前記第１核種とは異なる非超偏極状態の第２核種を励起して前記第２核種からの第２磁気共鳴信号を取得する。磁場制御部は、前記第１磁気共鳴信号の取得前までに、前記第２核種の励起に関する傾斜磁場の印加量の総和を示す第１総和と、前記第２磁気共鳴信号の取得に関する傾斜磁場の印加量の総和を示す第２総和とを、ともにゼロに近づける。【選択図】図１

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置、超偏極信号取得方法、および超偏極信号取得プログラムに関する。
従来、磁気共鳴イメージング（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ：以下、ＭＲＩと呼ぶ）装置は、超偏極状態の核種（プローブともいう）から磁気共鳴信号（以下、ＭＲ信号と呼ぶ）を取得することがある。超偏極状態とは、静磁場に対する配向状態に対応する原子核の核スピンのエネルギー準位を占有するスピン数の分布が、熱平衡時におけるその分布（ボルツマン分布）に比べて、極端に偏っている状態である。超偏極状態の核種からのＭＲ信号（以下、超偏極信号と呼ぶ）に基づくイメージング法（超偏極ＭＲＩとも称される）は、動的な代謝情報や生理学的なプロセスを取得可能にする分子イメージング法である。
超偏極信号は、非超偏極状態の核種からのＭＲ信号に比べて劇的に増加する。しかしながら、超偏極信号は、超偏極状態の核種のＴ１(スピン-格子緩和時間)に依存する速度で減衰する。また、被検体における拍動および／または呼吸動による影響により、超偏極信号の取得に関する空間分解能を超えて超偏極信号の取得位置が変位した場合、超偏極信号に基づいて取得された代謝情報の信頼性が低減してしまう問題がある。
特表２０１８－５１４７９５号公報
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、超偏極状態の核種からのＭＲ信号の減衰を抑制しつつ、超偏極信号に基づいて取得された情報の信頼性を向上可能なデータの取得を実現することにある。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。
実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、取得部と、磁場制御部と、を備える。取得部は、超偏極状態の第１核種の励起後から、前記第１核種からの第１磁気共鳴信号の取得前までの期間において、前記第１核種とは異なる非超偏極状態の第２核種を励起して前記第２核種からの第２磁気共鳴信号を取得する。磁場制御部は、前記第１磁気共鳴信号の取得前までに、前記第２核種の励起に関する傾斜磁場の印加量の総和を示す第１総和と、前記第２磁気共鳴信号の取得に関する傾斜磁場の印加量の総和を示す第２総和とを、ともにゼロに近づける。
図１は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の一例を示すブロック図。 図２は、実施形態に係り、１回の超偏極核種の励起に関する超偏極ナビゲータシーケンスの一例を示す図。 図３は、実施形態の第１変形例に係る超偏極ナビゲータシーケンスの一例を示す図。 図４は、実施形態の第２変形例に係る超偏極ナビゲータシーケンスの一例を示す図。 図５は、実施形態の第３変形例に係り、ナビゲータエコーの受信に関するスライス選択傾斜磁場のバランスを変化させた一例を示す図。 図６は、実施形態の第４変形例に係り、ナビゲータシーケンスとしてスピンエコー法が用いられた場合において、プロトンに対するフロップパルスと先行フロップパルスとを、スライス非選択で同時に被検体Ｐに印加するシーケンスの一例を示す図。
以下、図面を参照しながら、磁気共鳴イメージング（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ：以下、ＭＲＩと呼ぶ）装置、超偏極信号取得方法、および超偏極信号取得プログラムについて説明する。なお、本実施形態の技術的思想は、シーケンサ（シーケンス制御装置）などのＭＲＩ装置を制御する他の装置、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：陽電子放出コンピュータ断層撮像）－ＭＲＩ装置、ＳＰＥＣＴ（ｓｉｎｇｌｅ ｐｈｏｔｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：単一光子放出コンピュータ断層撮像）－ＭＲＩ装置などのＭＲＩ装置と複合的な各種モダリティに適用されてもよい。
（実施形態）
図１は、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００の一例を示す図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１０１と、傾斜磁場コイル１０３と、傾斜磁場電源１０５と、寝台１０７と、寝台制御回路１０９と、送信回路１１３と、送信コイル１１５と、受信コイル１１７と、受信回路１１９と、シーケンス制御回路（撮像制御回路、撮像制御部などと呼称されてもよい）１２１と、システム制御回路（システム制御部）１２３と、メモリ１２５と、入力インターフェース１２７と、ディスプレイ１２９と、処理回路１３１と、を備える。
静磁場磁石１０１は、中空の略円筒状に形成された磁石である。静磁場磁石１０１は、内部の空間に略一様な静磁場を発生する。静磁場磁石１０１としては、例えば、超伝導磁石等が使用される。
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、円筒形の冷却容器の内面側に配置される。傾斜磁場コイル１０３は、傾斜磁場電源１０５から個別に電流供給を受けて、互いに直交する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によって発生されるＸ、Ｙ、Ｚ各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス選択傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場および周波数エンコード傾斜磁場を形成する。スライス選択傾斜磁場は、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は、空間的位置に応じて磁気共鳴信号（以下、ＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）信号と呼ぶ）の位相を変化させるために利用される。周波数エンコード傾斜磁場は、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。
傾斜磁場電源１０５は、シーケンス制御回路１２１の制御により、傾斜磁場コイル１０３に電流を供給する電源装置である。
寝台１０７は、被検体Ｐが載置される天板１０７１を備えた装置である。寝台１０７は、寝台制御回路１０９による制御のもと、被検体Ｐが載置された天板１０７１を、ボア１１１内へ挿入する。
寝台制御回路１０９は、寝台１０７を制御する回路である。寝台制御回路１０９は、入出力インターフェース１７を介した操作者の指示により寝台１０７を駆動することで、天板１０７１を長手方向および上下方向、場合によっては左右方向へ移動させる。
送信回路１１３は、シーケンス制御回路１２１の制御により、ラーモア周波数で変調された高周波パルスを送信コイル１１５に供給する。例えば、送信回路１１３は、発振部や位相選択部、周波数変換部、振幅変調部、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）アンプなどを有する。発振部は、静磁場中における対象原子核に固有の共鳴周波数のＲＦパルスを発生する。位相選択部は、発振部によって発生したＲＦパルスの位相を選択する。周波数変換部は、位相選択部から出力されたＲＦパルスの周波数を変換する。振幅変調部は、周波数変換部から出力されたＲＦパルスの振幅を例えばｓｉｎｃ関数に従って変調する。ＲＦアンプは、振幅変調部から出力されたＲＦパルスを増幅して送信コイル１１５に供給する。
送信コイル１１５は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置されたＲＦコイルである。送信コイル１１５は、送信回路１１３からの出力に応じて、高周波磁場に相当するＲＦパルスを発生する。
受信コイル１１７は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置されたＲＦコイルである。受信コイル１１７は、高周波磁場によって被検体Ｐから放射されるＭＲ信号を受信する。受信コイル１１７は、受信されたＭＲ信号を受信回路１１９へ出力する。受信コイル１１７は、例えば、１以上、典型的には複数のコイルエレメント（以下、複数のコイルと呼ぶ）を有するコイルアレイである。以下、説明を具体的にするために、受信コイル１１７は、複数のコイルを有するコイルアレイとして説明する。
なお、図１において送信コイル１１５と受信コイル１１７とは別個のＲＦコイルとして記載されているが、送信コイル１１５と受信コイル１１７とは、一体化された送受信コイルとして実施されてもよい。送受信コイルは、被検体Ｐの撮像部位に対応し、例えば、頭部コイルのような局所的な送受信ＲＦコイルである。
受信回路１１９は、シーケンス制御回路１２１の制御により、受信コイル１１７から出力されたＭＲ信号に基づいて、デジタルのＭＲ信号（以下、ＭＲデータと呼ぶ）を生成する。具体的には、受信回路１１９は、受信コイル１１７から出力されたＭＲ信号に対して、検波、フィルタリングなどの信号処理を施した後、当該信号処理が施されたデータに対してアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ））変換（以下、Ａ／Ｄ変換と呼ぶ）して、ＭＲデータを生成する。受信回路１１９は、生成されたＭＲデータを、シーケンス制御回路１２１に出力する。例えば、ＭＲデータは、複数のコイル各々において生成され、複数のコイル各々を識別するタグとともに、シーケンス制御回路１２１に出力される。
シーケンス制御回路１２１は、処理回路１５から出力された撮像プロトコルに従って、傾斜磁場電源１０５、送信回路１１３及び受信回路１１９等を制御し、被検体Ｐに対する撮像を行う。撮像プロトコルは、検査の種類に応じたパルスシーケンスを有する。撮像プロトコルには、傾斜磁場電源１０５により傾斜磁場コイル１０３に供給される電流の大きさ、傾斜磁場電源１０５により電流が傾斜磁場コイル１０３に供給されるタイミング、送信回路１１３により送信コイル１１５に供給される高周波パルスの大きさや時間幅、送信回路１１３により送信コイル１１５に高周波パルスが供給されるタイミング、受信コイル１１７によりＭＲ信号が受信されるタイミング等が定義されている。シーケンス制御回路１２１は、傾斜磁場電源１０５、送信回路１１３及び受信回路１１９等を駆動して被検体Ｐを撮像した結果、受信回路１１９からＭＲデータを受信すると、受信したＭＲデータを処理回路１３１へ転送する。
以下、説明を具体的にするために、シーケンス制御回路１２１により実行されるパルスシーケンスは、超偏極状態の第１核種により発生された超偏極信号と、被検体Ｐの体動を検知するナビゲータエコーとを取得するパルスシーケンス（以下、超偏極ナビゲータシーケンスと呼ぶ）であるものとする。超偏極状態とは、静磁場に対する配向状態に対応する原子核の核スピンのエネルギー準位を占有するスピン数の分布が、熱平衡時におけるその分布（ボルツマン分布）に比べて、極端に偏っている状態である。超偏極ナビゲータシーケンスは、超偏極状態の第１核種（以下、超偏極核種と呼ぶ）から、例えば、被検体Ｐにおける代謝情報に関する第１磁気共鳴信号（以下、超偏極信号）を取得し、かつ超偏極状態の超偏極核種の励起後から超偏極信号の取得前までに、被検体Ｐにおける第２核種を励起して当該プロトンからの第２磁気共鳴信号（以下、ナビゲータエコーと呼ぶ）を取得するパルスシーケンスである。第２核種は、例えば、プロトン（水素原子）である。以下、説明を具体的にするために、第２核種はプロトンであるものとして説明する。超偏極ナビゲータシーケンスについては、後ほど詳述する。
超偏極核種は、例えば炭素１２Ｃの同位体である１３Ｃであるものとする。なお、超偏極核種は、１３Ｃに限定されず、被検体Ｐに対する検査目的に応じて適宜選択可能である。超偏極核種は、既知の超偏極装置により生成されて、当該超偏極ナビゲータシーケンスの実行前などにおいて被検体Ｐに注入される。また、説明を具体的にするために、超偏極核種として１３Ｃを用いて超偏極信号を取得する超偏極ナビゲータシーケンスは、１３Ｃにより被検体Ｐにおける代謝情報を非侵襲的に取得する磁気共鳴スペクトロスコピー（ＭＲ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＭＲＳ）に関するシーケンスを有する。超偏極ナビゲータシーケンスにおいて超偏極信号を取得するパルスシーケンスは、ダブルスピンエコー法であるものとして簡単に説明する。
なお、超偏極ナビゲータシーケンスにおいて超偏極信号を取得するパルスシーケンスは、ダブルスピンエコー法に限定されず、超偏極信号を取得可能であれば、いずれのパルスシーケンスであってもよい。また、超偏極ナビゲータシーケンスにおいてナビゲータエコーを取得するシーケンス（以下、ナビゲータシーケンスと呼ぶ）は、スピンエコー法、フィールドエコー法（グラジエントエコー法）、ペンシルビーム法など、既知の任意の手法が適用可能である。以下、説明を具体的にするために、ナビゲータシーケンスは、フィールドエコー法であるものとして説明する。
シーケンス制御回路１２１は、ハードウェア資源として、プロセッサ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリ等を有する。「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、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。シーケンス制御回路１２１は、シーケンス制御部に相当する。
シーケンス制御回路１２１は、自身に搭載されたメモリまたは後述のメモリ１２５から、取得機能２１および磁場制御機能２３に関するプログラムを読み出す。シーケンス制御回路１２１は、読みだされたプログラムに従って、送信回路１１３および傾斜磁場電源１０５を制御する。これにより、シーケンス制御回路１２１は、超偏極ナビゲータシーケンスを実行する。
取得機能２１を実現するシーケンス制御回路１２１（またはプロセッサ）は、超偏極状態の超偏極核種の励起後から、超偏極核種からの超偏極信号の取得前までの期間において、プロトンを励起して当該プロトンからのナビゲータエコーを取得する。取得機能２１は、超偏極核種に複数のＲＦパルスを印加するために、送信回路１１３を制御する。超偏極核種に印加されるＲＦパルスは、例えば、超偏極核種を励起させるフリップパルス（ｆｌｉｐ ｐｕｌｓｅ：励起パルスともいう）と、超偏極核種のスピンを再収束させる複数のフロップパルス（ｆｌｏｐ ｐｕｌｓｅ：リフォーカスパルスともいう）とを有する。
取得機能２１は、例えば、複数のフロップパルスのうち隣接する２つのフロップパルスの間において、プロトンを励起し、かつナビゲータエコーを取得する。具体的には、取得機能２１は、複数のフロップパルスの印加に関する２つの傾斜磁場の印加の間において、プロトンを励起し、かつナビゲータエコーを取得する。より詳細には、取得機能２１は、複数のフロップパルスのうち、ナビゲータエコー取得後に印加されたフロップパルスの後に、超偏極信号を取得する。取得機能２１を実現するシーケンス制御回路１２１は、取得部に相当する。
磁場制御機能２３を実現するシーケンス制御回路１２１（またはプロセッサ）は、超偏極信号の取得前までに、プロトンの励起に関する傾斜磁場の印加量の総和を示す第１総和と、ナビゲータエコーの取得（収集）に関する傾斜磁場の印加量の総和を示す第２総和とを、ともにゼロに近づける。傾斜磁場の印加量とは、傾斜磁場の強度を傾斜磁場の印加期間に亘って積分した値に相当する。すなわち、第１総和は、プロトンの励起に関する傾斜磁場の強度をプロトンの励起に関して傾斜磁場が印加される期間に亘って積分した値（グラディエントモーメント（ｇｒａｄｉｅｎｔ ｍｏｍｅｎｔ）とも称される）を、プロトンの励起に関する傾斜磁場の印加回数に亘って加算した値に対応する。また、第２総和は、ナビゲータエコーの取得（収集）に関する傾斜磁場の強度をナビゲータエコーの取得に関して傾斜磁場が印加される期間に亘って積分した値を、ナビゲータエコーの取得に関する傾斜磁場の印加回数に亘って加算した値に対応する。
すなわち、磁場制御機能２３は、超偏極信号の取得前までに、第１総和と第２総和とをともにゼロに近づけるように傾斜磁場電源１０５を制御する。第１総和および第２総和における傾斜磁場の強度は、撮像プロトコルに応じてあらかじめ設定されるため、磁場制御機能２３は、例えば、第１総和および第２総和における傾斜磁場の印加時間を制御する。なお、磁場制御機能２３は、複数のフロップパルスのうち、最後のフロップパルスの印加前までに、第１総和と第２総和とをゼロに近づけるように傾斜磁場電源１０５を制御してもよい。好適には、第１総和と第２総和とは、ともにゼロである。このとき、磁場制御機能２３は、第１総和と第２総和とをともにゼロにするために、傾斜磁場電源１０５を制御する。磁場制御機能２３を実現するシーケンス制御回路１２１は、磁場制御部に相当する。
システム制御回路１２３は、ハードウェア資源としてプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ等を有し、システム制御機能によりＭＲＩ装置１００を制御する。具体的には、システム制御回路１２３は、メモリに記憶されたシステム制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開されたシステム制御プログラムに従って本ＭＲＩ装置１００の各回路を制御する。
例えば、システム制御回路１２３は、入力インターフェース１２７を介して操作者から入力された撮像条件に基づいて、撮像プロトコルをメモリ１２５から読み出す。システム制御回路１２３は、撮像プロトコルをシーケンス制御回路１２１に送信し、被検体Ｐに対する撮像を制御する。システム制御回路１２３は、例えばプロセッサにより実現される。なお、システム制御回路１２３は、処理回路１３１に組み込まれてもよい。このとき、システム制御機能は処理回路１３１により実行され、処理回路１３１は、システム制御回路１２３の代替として機能する。システム制御回路１２３を実現するプロセッサは、上述と同様な内容なため、説明は省略する。
メモリ１２５は、システム制御回路１２３において実行されるシステム制御機能に関する各種プログラム、各種撮像プロトコル、撮像プロトコルを規定する複数の撮像パラメータを含む撮像条件等を記憶する。また、メモリ１２５は、シーケンス制御回路１２１により実現される取得機能２１および磁場制御機能２３、処理回路１３１により実現されるインターフェース機能３３および画像生成機能３５を、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶する。
また、メモリ１２５は、取得機能２１により取得された各種データ、画像生成機能３５により実施される処理に用いられる各種データ、画像生成機能３５により生成されたＭＲ画像などを記憶する。また、メモリ１２５は、被検体Ｐに対するスキャンにより取得されたＭＲデータおよび当該ＭＲデータに基づいてＭＲ画像を再構成するアルゴリズムを記憶する。
なお、メモリ１２５は、不図示の通信インターフェースを介して受信された各種データを記憶してもよい。例えば、メモリ１２５は、放射線情報システム（ＲＩＳ：Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）等の医療機関内の情報処理システムから受信した被検体Ｐの検査オーダに関する情報（撮像対象部位、検査目的等）を記憶する。
メモリ１２５は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、光ディスク等により実現される。また、メモリ１２５は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭドライブやＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）ドライブ、フラッシュメモリ等の可搬型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実現されてもよい。
入力インターフェース１２７は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力インターフェース１２７は、例えば、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。入力インターフェース１２７は、処理回路１３１に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し処理回路１３１へと出力する。
なお、本明細書において入力インターフェース１２７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れない。例えば、ＭＲＩ装置１００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、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース１２７の例に含まれる。
入力インターフェース１２７は、ディスプレイ１２９に表示されたプリスキャン画像に対して、ユーザの指示によりＦＯＶを入力する。具体的には、入力インターフェース１２７は、ディスプレイ１２９に表示されたロケータ画像において、ユーザによる範囲の設定指示によりＦＯＶを入力する。また、入力インターフェース１２７は、検査オーダに基づくユーザの指示により、スキャンに関する各種撮像パラメータやパルスシーケンスの選択指示を入力する。
ディスプレイ１２９は、処理回路１３１またはシステム制御回路１２３による制御のもとで、各種のＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）や、処理回路１３１によって生成されたＭＲ画像等を表示する。また、ディスプレイ１２９は、スキャンに関する撮像パラメータ、および画像処理に関する各種情報などを表示する。ディスプレイ１２９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、モニタ等の表示デバイスにより実現される。
処理回路１３１は、例えば、上述のプロセッサなどにより実現される。処理回路１３１は、インターフェース機能３３および画像生成機能３５などを備える。インターフェース機能３３および画像生成機能３５をそれぞれ実現する処理回路１３１は、インターフェース部および画像生成部に相当する。インターフェース機能３３および画像生成機能３５などの各機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ１２５に記憶されている。例えば、処理回路１３１は、プログラムをメモリ１２５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。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１３１は、インターフェース機能３３および画像生成機能３５などの各機能を有することとなる。
上記説明では、「プロセッサ」が各機能に対応するプログラムをメモリ１２５から読み出して実行する例を説明したが、実施形態はこれに限定されない。プロセッサが例えばＣＰＵである場合、プロセッサはメモリ１２５に保存されたプログラムを読み出して実行することで機能を実現する。一方、プロセッサがＡＳＩＣである場合、メモリ１２５にプログラムを保存する代わりに、当該機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。また、単一の記憶回路が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明したが、複数の記憶回路を分散して配置して、処理回路１３１は個別の記憶回路から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。
処理回路１３１は、インターフェース機能３３により、超偏極ナビゲータシーケンスに関する情報をシーケンス制御回路１２１へ送信し、シーケンス制御回路１２０から超偏極信号に関するＭＲデータ（以下、超偏極データと呼ぶ）を受信する。インターフェース機能３３は、超偏極データを受信すると、受信した超偏極データをメモリ１２５に格納する。また、インターフェース機能３３は、シーケンス制御回路１２０からナビゲータエコーに関するＭＲデータ（以下、ナビゲータデータと呼ぶ）を受信すると、ナビゲータデータをメモリ１２５に格納する。
処理回路１３１は、画像生成機能３５により、ナビゲータデータを用いて超偏極データに対して体動補正を実行し、超偏極核種の代謝に関する画像（以下、超偏極画像と呼ぶ）を生成する。被検体Ｐの体動に伴う超偏極データの体動補正は、ナビゲータデータを用いて実行される。超偏極データに対する体動補正は、既知の各種手法が適宜利用可能であるため、説明は省略する。
図２は、１回の超偏極核種の励起に関する超偏極ナビゲータシーケンスＨＰＮＳの一例を示す図である。図２は、厳密なシーケンス図ではなく、模式図である。図２では、説明の便宜上、超偏極ナビゲータシーケンスＨＰＮＳを、ナビゲータシーケンスＮＳと、超偏極信号の取得（収集）に関するシーケンス（以下、超偏極シーケンスと呼ぶ）ＨＰＳとに分離して示している。すなわち、実際の超偏極ナビゲータシーケンスＨＰＮＳでは、ナビゲータシーケンスＮＳと、超偏極シーケンスＨＰＳとに関するＲＦパルス、傾斜磁場（Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ）、および超偏極核種に関するエコー信号（以下、収集ｅｃｈｏと呼ぶ）は、同軸上に配置されることとなる。
図２に示すように、ＲＦパルス、傾斜磁場（Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ）、およびエコー信号の収集ｅｃｈｏにおいて、時間軸に沿った複数の横軸は、０の強度を示している。当該複数の横軸各々における上の領域はプラスの強度の領域に対応し、当該複数の横軸各々における下の領域は、マイナスの強度の領域に対応する。
図２に示すように、超偏極シーケンスＨＰＳにおいて、ＲＦパルスは、１つのフリップパルスＮＦＩと、２つのフロップパルス（ＮＦＯ１、ＮＦＯ２）とを有する。以下、説明の便宜上、２つのフロップパルス（ＮＦＯ１、ＮＦＯ２）のうち時間的に先行して被検体Ｐに印加されるフロップパルスを先行フロップパルスＮＦＯ１と呼ぶ。また、２つのフロップパルス（ＮＦＯ１、ＮＦＯ２）のうち時間的に後に被検体Ｐに印加されるフロップパルスを後行フロップパルスＮＦＯ２と呼ぶ。
図２に示す超偏極シーケンスＨＰＳでは、シーケンス制御回路１２１による制御により、フリップパルスＮＦＩとともに、スライス選択傾斜磁場Ｇｚが、被検体Ｐに印加される。フリップパルスＮＦＩの印加後、シーケンス制御回路１２１による制御により、位相エンコード傾斜磁場Ｇｙと、周波数エンコード傾斜磁場Ｇｘとが、被検体Ｐに印加される。
図２に示すように、ダブルスピンエコー法では、ＲＦパルスは、フリップパルスＮＦＩの後に先行フロップパルスＮＦＯ１と後行フロップパルスＮＦＯ２とが被検体Ｐに印加される。先行フロップパルスＮＦＯ１に対する時間的な前後には、１対のスライス選択傾斜磁場Ｇｚ１が被検体Ｐに印加される。また、後行フロップパルスＮＦＯ２に対する時間的な前後には、１対のスライス選択傾斜磁場Ｇｚ２が被検体Ｐに印加される。これらの１対のスライス選択傾斜磁場（Ｇｚ１、Ｇｚ２）のうち、時間的に先行する傾斜磁場は、２つのフロップパルス（ＮＦＯ１、ＮＦＯ２）が印加されるスライスを選択のために用いられる。また、１対のスライス選択傾斜磁場（Ｇｚ１、Ｇｚ２）のうち、時間的に後行する傾斜磁場は、スライスを選択のために印加された傾斜磁場により変化したスピンの状態を元に戻すために用いられる。
図２に示すように、後行フロップパルスＮＦＯ２に関する１対のスライス選択傾斜磁場Ｇｚ２のうち後行のスライス選択傾斜磁場の印加の後に、シーケンス制御回路１２１は、超偏極信号の収集に関する収集シーケンスＨＰＣを実行する。ダブルスピンエコー法では、収集シーケンスは、例えば、フライバック読み出しトラジェクトリ（Ｆｌｙｂａｃｋ ｒｅａｄｏｕｔ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）に従って実行される。フライバック読み出しトラジェクトリは、既知の方法が適用可能であるため、説明は省略する。フライバック読み出しトラジェクトリの実行後、シーケンス制御回路１２１は、収集シーケンスＨＰＣにおいて、スポイラーパルスを被検体Ｐに印加するように、傾斜磁場電源１０５を制御する。
図２に示すように、先行フロップパルスＮＦＯ１に関する１対のスライス選択傾斜磁場Ｇｚ１のうち先行のスライス選択傾斜磁場の印加の後に、シーケンス制御回路１２１は、ナビゲータエコーＮＥに関するプロトンの励起に対応するフリップパルスＨＦＩを被検体Ｐに印加するように、送信回路１１３を制御する。同時に、シーケンス制御回路１２１は、フリップパルスＨＦＩに関するスライス選択傾斜磁場ＳＳＧｚを発生するように傾斜磁場電源１０５を制御する。加えて、シーケンス制御回路１２１は、スライス選択傾斜磁場ＳＳＧｚにおける傾斜磁場の強度の第１総和、すなわちプロトンの励起に関する傾斜磁場の印加量の第１総和をゼロに近づけるように、傾斜磁場電源１０５を制御する。好適には、シーケンス制御回路１２１は、第１総和をゼロにするように、傾斜磁場電源１０５を制御する。
続いて、図２に示すように、シーケンス制御回路１２１は、ナビゲータエコーＮＥの受信に関して、例えば、位相エンコード傾斜磁場ＰＥＧｙを発生するように、傾斜磁場電源１０５を制御する。加えて、シーケンス制御回路１２１は、位相エンコード傾斜磁場ＰＥＧｙにおける傾斜磁場の強度の第２総和、すなわちナビゲータエコーの収集に関する傾斜磁場の印加量の第２総和をゼロに近づけるように、傾斜磁場電源１０５を制御する。好適には、シーケンス制御回路１２１は、第２総和をゼロにするように、傾斜磁場電源１０５を制御する。
図２に示すように、シーケンス制御回路１２１は、取得機能２１により、２つのフロップパルスの間において、プロトンを励起し、かつナビゲータエコーＮＥを取得する。このとき、シーケンス制御回路１２１は、磁場制御機能２３により、第１総和と第２総和とを共にゼロに近づける、好適には第１総和と第２総和とを共にゼロにするように、傾斜磁場電源１０５を制御する。より詳細には、シーケンス制御回路１２１は、取得機能２１により、後行フロップパルスＮＦＯ２に関する１対のスライス選択傾斜磁場Ｇｚ２の間において、プロトンを励起し、かつナビゲータエコーＮＥを取得するように、傾斜磁場電源１０５を制御する。また、シーケンス制御回路１２１は、取得機能２１により、ナビゲータエコーＮＥ取得後の後行フロップパルスＮＦＯ２の後に、超偏極信号を取得する。
図２に示すように、超偏極核種の励起時における傾斜磁場の印加期間と、第１磁気共鳴信号の収集に関する傾斜磁場の印加期間（以下、超偏極信号収集期間と呼ぶ）と、プロトンの励起時における傾斜磁場の印加期間（以下、プロトン励起期間と呼ぶ）と、第２磁気共鳴信号の収集に関する傾斜磁場の印加期間（以下、ナビゲータエコー収集期間と呼ぶ）とは、いずれも互いに非重複である。すなわち、シーケンス制御回路１２１は、磁場制御機能２３により、図２に示すように、プロトン励起期間と超偏極信号収集期間とナビゲータエコー収集期間とはいずれも非重複であって、第１総和と第２総和とはともにゼロに近づける（ゼロにする）ように、傾斜磁場電源１０５を制御する。
なお、シーケンス制御回路１２１は、収集シーケンスＨＰＣの実行後、すなわち超偏極信号の取得後において、ナビゲータエコーＮＥなどに関するスポイラーパルスを発生させるように、傾斜磁場電源１０５を制御してもよい。これにより、取得機能２１は、超偏極信号の取得後において、ナビゲータエコーＮＥの収集に関するスポイラーパルスを発生させる。
以上に述べた実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、超偏極核種へのフリップパルスの印加後から収集シーケンスＨＰＣの実行前までの期間において、プロトンを励起してプロトンからのナビゲータエコーＮＥを取得し、超偏極信号の取得前までに第１総和と第２総和とをともにゼロに近づける。好適には、超偏極ナビゲータシーケンスＨＰＮＳにおいて、第１総和と前記第２総和とは、ともにゼロである。具体的には、本ＭＲＩ装置１００において、超偏極核種に印加される複数のＲＦパルスは、フリップパルスと２つのフロップパルスとを有し、本ＭＲＩ装置１００は、２つのフロップパルスの間において、プロトンを励起し、かつナビゲータエコーＮＥを取得する。
また、実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、２つのフロップパルスの印加に関する２つの傾斜磁場の印加の間において、プロトンを励起し、かつナビゲータエコーＮＥを取得する。また、本ＭＲＩ装置１００は、超偏極信号収集期間と、プロトン励起期間と、ナビゲータエコー収集期間とは、いずれも互いに非重複である。具体的には、本ＭＲＩ装置１００は、後行フロップパルスＮＦＯ２の印加の後に、超偏極信号を取得する。このとき、本ＭＲＩ装置１００は、後行フロップパルスＮＦＯ２の印加の前までに、第１総和と第２総和とをゼロに近づけてもよい。また、本ＭＲＩ装置１００は、超偏極信号の取得後において、ナビゲータエコーの収集に関するスポイラーパルスを発生させる。
これらのことから、実施形態に係るＭＲＩ装置１００によれば、後行フロップパルスＮＦＯ２に関する１対のスライス選択傾斜磁場Ｇｚ２の間において、第１総和と第２総和とをともにゼロに近づけるようにしてナビゲータエコーＮＥを取得することができるため、超偏極信号の強度の損失を最小限に抑えた上で、ナビゲータエコーＮＥを取得することができる。すなわち、本ＭＲＩ装置１００によれば、後ナビゲータエコーＮＥの収集に関する傾斜磁場の印加が超偏極核種のスピンに対してスポイラーとして寄与することなく、かつ超偏極信号の収集に関する傾斜磁場の印加がプロトンのスピンに対してスポイラーとして寄与することなく、超偏極信号及びナビゲータエコーＮＥを取得することができる。以上のことから、拍動や呼吸動による影響で超偏極信号の取得に関する空間分解能を超える位置的な変位がある場合であっても、ナビゲータエコーＮＥを用いて超偏極信号に対する体動補正することで、超偏極画像における代謝情報の信頼性を向上することができる。
加えて、本ＭＲＩ装置１００によれば、図２に示すように、超偏極核種の励起とナビゲータエコーの取得(プロトンの励起とナビゲータエコーの収集)とを並行して行うことで、超偏極信号の収集直前のナビゲータエコーを取得することができる。このため、本ＭＲＩ装置１００によれば、超偏極データに対する被検体Ｐの体動補正の精度を向上させることができる。また、本ＭＲＩ装置１００における超偏極ナビゲータシーケンスＨＰＮＳでは、ナビゲータエコーＮＥを取得するシーケンスを入れ込む時間（以下、ナビゲータ収集期間と呼ぶ）を確保する必要があるが、既知の超偏極信号の収集シーケンスにおいて、ナビゲータ収集期間が存在すれば、超偏極信号の収集時間を延ばすことなく、代謝情報の信頼性を向上させた超偏極画像を生成することができる。
（第１変形例）
本変形例は、後行フロップパルスＮＦＯ２に関する１対のスライス選択傾斜磁場Ｇｚ２のうち先行のスライス選択傾斜磁場の印加後から後行フロップパルスＮＦＯ２の印加前までの期間（以下、ナビゲータシーケンス挿入期間と呼ぶ）において、複数回に亘ってナビゲータエコーＮＥを取得することにある。
図３は、第１変形例における超偏極ナビゲータシーケンスＨＰＮＳの一例を示す図である。図３は、厳密なシーケンス図ではなく、模式図である。図３において、ナビゲータシーケンスＮＳは、一つのナビゲータエコーを取得するシーケンス１ＮＳを必要回数だけ繰り返すことを示している。必要回数は、ナビゲータ挿入期間と、一つのナビゲータエコーを取得するシーケンス１ＮＳに要する時間とにより、予め設定される。図３に示すよう、第１変形例におけるＭＲＩ装置１００によれば、超偏極信号の取得に対して複数のナビゲータエコーを取得する。
第１変形例におけるＭＲＩ装置１００によれば、超偏極信号の取得の直前のナビゲータエコーを用いて体動補正を実行することができるため、超偏極画像における代謝情報の信頼性をさらに向上することができる。本変形例における他の効果は、実施形態と同様なため、説明は省略する。
（第２変形例）
本変形例は、超偏極ナビゲータシーケンスＨＰＮＳにおいてナビゲータエコーを取得するシーケンスとして、スピンエコー法を用いることにある。
図４は、第２変形例における超偏極ナビゲータシーケンスＨＰＮＳの一例を示す図である。図４は、厳密なシーケンス図ではなく、模式図である。図４において、ナビゲータシーケンスＮＳは、フリップパルスＮＦＩの印加後からフロップパルスＮＦＯ１の印加前までの期間において、プロトンの励起に関するＲＦパルスを印加する。より詳細には、先行フロップパルスＮＦＯ１に関する１対のスライス選択傾斜磁場Ｇｚ１のうち先行のスライス選択傾斜磁場の印加の後に、シーケンス制御回路１２１は、フリップパルスＨＦＩを被検体Ｐに印加するように、送信回路１１３を制御する。同時に、シーケンス制御回路１２１は、例えば、フリップパルスＨＦＩに関する周波数エンコード傾斜磁場ＦＥＧｘを発生するように傾斜磁場電源１０５を制御する。
図４に示すように、シーケンス制御回路１２１は、周波数エンコード傾斜磁場ＦＥＧｘにおける傾斜磁場の強度の総和をゼロに近づけるように、傾斜磁場電源１０５を制御する。好適には、シーケンス制御回路１２１は、当該総和をゼロにするように、傾斜磁場電源１０５を制御する。
図４に示すように、周波数エンコード傾斜磁場ＦＥＧｘの印加の後に、シーケンス制御回路１２１は、プロトンに対するフロップパルスＨＦＯを被検体Ｐに印加するように、送信回路１１３を制御する。同時に、シーケンス制御回路１２１は、例えば、フロップパルスＨＦＯに関する位相エンコード傾斜磁場ＰＥＧｙを発生するように傾斜磁場電源１０５を制御する。加えて、シーケンス制御回路１２１は、位相エンコード傾斜磁場ＰＥＧｙにおける傾斜磁場の強度の総和をゼロに近づけるように、傾斜磁場電源１０５を制御する。
図４に示すように、シーケンス制御回路１２１は、磁場制御機能２３により、好適には、当該総和をゼロにするように傾斜磁場電源１０５を制御する。すなわち、シーケンス制御回路１２１は、プロトンに対するフリップパルスＨＦＩに関する周波数エンコード傾斜磁場ＦＥＧｘにおける傾斜磁場の強度の総和と、プロトンに対するフロップパルスＨＦＯに関する位相エンコード傾斜磁場ＰＥＧｙにおける傾斜磁場の強度の総和とを共にゼロにするように、傾斜磁場電源１０５を制御する。プロトンに対するフリップパルスＨＦＩに関する周波数エンコード傾斜磁場ＦＥＧｘにおける傾斜磁場の強度の総和と、プロトンに対するフロップパルスＨＦＯに関する位相エンコード傾斜磁場ＰＥＧｙにおける傾斜磁場の強度の総和とは、上記第１総和に相当する。
図４に示すように、シーケンス制御回路１２１は、ナビゲータエコーＮＥの受信に関して、例えば、スライス選択傾斜磁場ＳＳＧｚを発生するように、傾斜磁場電源１０５を制御する。加えて、シーケンス制御回路１２１は、スライス選択傾斜磁場ＳＳＧｚにおける傾斜磁場の強度の第２総和、すなわちナビゲータエコーの取得に関する傾斜磁場の印加量の第２総和をゼロに近づけるように、傾斜磁場電源１０５を制御する。好適には、シーケンス制御回路１２１は、第２総和をゼロにするように、傾斜磁場電源１０５を制御する。
本変形例においては、実施形態と異なり、先行フロップパルスＮＦＯ１に関する１対のスライス選択傾斜磁場Ｇｚ１のうち先行のスライス選択傾斜磁場の印加後と、先行フロップパルスＮＦＯ１の印加前との間において、プロトンに対する励起（フリップパルスＨＦＩとフロップパルスＨＦＯ）とを実行する。次いで、先行フロップパルスＮＦＯ１の印加後と、先行フロップパルスＮＦＯ１に関する１対のスライス選択傾斜磁場Ｇｚ１のうち後行のスライス選択傾斜磁場の印加前との間において、ナビゲータエコーＮＥを取得する。すなわち、本変形例によれば、プロトンに対する励起が実施形態と異なっていても、ナビゲータエコーＮＥを取得することができる。本変形例における他の効果は実施形態と同様なため、説明は省略する。
（第３変形例）
本変形例は、ナビゲータエコーＮＥの取得（受信）に関して同時に印加される傾斜磁場の総和（第２総和）を０ではく、アンバランス（第２総和を非ゼロ）にすることにある。超偏極核種における超偏極状態は、超偏極状態の生成時から時間の経過とともに非超偏極状態に遷移する。このため、超偏極核種からの超偏極信号の強度は、時間の経過とともに減衰することとなる。時間の経過とともに減衰する超偏極信号の強度を抑制するように、ナビゲータエコーＮＥの取得に関して同時に印加される傾斜磁場の強度のバランスを変更する。例えば、シーケンス制御回路１２１は、磁場制御機能２３により、超偏極信号の強度の減衰を抑制するように、第２総和を非ゼロとして傾斜磁場電源１０５を制御する。
図５は、図４において、ナビゲータエコーＮＥの受信に関するスライス選択傾斜磁場ＳＳＧｚのバランスを変化させた一例を示す図である。図５は、厳密なシーケンス図ではなく、模式図である。図５に示すように、スライス選択傾斜磁場ＳＳＧｚの後端ＡＧにおいて、スライス選択傾斜磁場の強度の和は、図４に比べて大きくなっている。シーケンス制御回路１２１は、磁場制御機能２３により、例えば、後端ＡＧにおける傾斜磁場の強度を調整する。
これにより、本変形例では、時間の経過とともに減衰する超偏極信号の強度を抑制することができる。第２総和の調整は、時間の経過とともに減衰する超偏極信号の強度を抑制するように適宜設定可能である。これらのことから、本変形例によれば、超偏極信号の強度の時間的減衰を抑制することができるため、超偏極画像における代謝情報の信頼性をさらに向上することができる。本変形例における他の効果は実施形態と同様なため、説明は省略する。
（第４変形例）
本変形例は、プロトンの励起に関するフロップパルスＨＦＯと超偏極核種に関する先行フロップパルスＮＦＯ１とを、スライス非選択で同時に被検体Ｐに印加することにある。例えば、超偏極核種が１３Ｃである場合、シーケンス制御回路１２１は、取得機能２１により、例えば、プロトンと１３Ｃとを同時に励起させるコンジットパルスを、被検体Ｐに印加する。コンジットパルスの印加は、スライス非選択で実行される。なお、超偏極核種とプロトンとの同時励起は、コンポジットパルスに限定されず、既知の各種手法が適用可能である。
図６は、ナビゲータシーケンスＮＳとしてスピンエコー法が用いられた場合において、プロトンに対するフロップパルスＨＦＯと先行フロップパルスＮＦＯ１とを、スライス非選択で同時に被検体Ｐに印加するシーケンスの一例を示す図である。図６は、厳密なシーケンス図ではなく、模式図である。図６に示すように、シーケンス制御回路１２１は、取得機能２１により、例えば、プロトンと超偏極核種とに関するフロップパルスを同時励起およびスライス非選択で発生するように送信回路１１３を制御する。これにより、取得機能２１は、超偏極核種の励起とプロトンの励起とを同時に実行する。
本変形例におけるＭＲＩ装置１００によれば、例えば、スピンエコー法をナビゲータシーケンスＮＳとして適用する場合、プロトンに対するフロップパルスＨＦＯと先行フロップパルスＮＦＯ１とを、スライス非選択で同時に被検体Ｐに印加することができる。このため、本変形例におけるＭＲＩ装置１００によれば、例えば、ナビゲータ収集期間を短くすることができ、撮像時間を増加させることなく、超偏極ナビゲータシーケンスＨＰＮＳを実行することができる。本変形例における他の効果は実施形態と同様なため、説明は省略する。
なお、以上の実施形態および変形例等において、図２乃至図６に示すように、磁場制御機能２３による制御対象の傾斜磁場の波形は、時間的に連続なものとして説明したが、これに限定されない。すなわち、制御対象の傾斜磁場の波形は、時間的に不連続、換言すれば時間的に離れていてもよい。
実施形態における技術的思想を超偏極信号取得方法で実現する場合、当該超偏極信号取得方法は、超偏極状態の第１核種を励起し、第１核種からの第１磁気共鳴信号（超偏極信号）の取得前までの期間において第１核種とは異なる非超偏極状態の第２核種を励起し、第１磁気共鳴信号の取得前までに、第２核種の励起に関する傾斜磁場の印加量の総和を示す第１総和をゼロに近づけ、第２核種からの第２磁気共鳴信号（ナビゲータエコー）を取得し、第１磁気共鳴信号の取得前までに、第２磁気共鳴信号の取得に関する傾斜磁場の印加量の総和を示す第２総和をゼロに近づけ、第２総和をゼロに近づけた後、第１磁気共鳴信号を取得する。本超偏極信号取得方法に関する処理の手順および効果は、実施形態における記載と同様なため、説明は省略する。
実施形態における技術的思想を超偏極信号取得プログラムで実現する場合、当該超偏極信号取得プログラムは、コンピュータに、超偏極状態の第１核種を励起するために送信回路１１３を制御し、第１核種からの第１磁気共鳴信号（超偏極信号）の取得前までの期間において、第１核種とは異なる非超偏極状態の第２核種を励起するために送信回路１１３を制御し、第１磁気共鳴信号の取得前までに、第２核種の励起に関する傾斜磁場の印加量の総和を示す第１総和をゼロに近づけるように傾斜磁場電源１０５を制御し、第２核種からの第２磁気共鳴信号を取得するために傾斜磁場電源１０５を制御し、第１磁気共鳴信号の取得前までに、第２磁気共鳴信号の取得に関する傾斜磁場の印加量の総和を示す第２総和をゼロに近づけるように傾斜磁場電源１０５を制御し、第２総和をゼロに近づけた後、第１磁気共鳴信号を取得するために傾斜磁場電源１０５を制御すること、を実現させる。
例えば、ＭＲＩ装置１００やＭＲＩ装置１００を有するモダリティに超偏極信号取得プログラムをインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても、超偏極信号取得方法を実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。超偏極信号取得プログラムによる超偏極信号およびナビゲータエコーの取得処理の手順および効果は、実施形態と同様なため、説明は省略する。
以上説明した少なくとも１つの実施形態等によれば、超偏極状態の核種からのＭＲ信号の減衰を抑制しつつ、超偏極信号に基づいて取得された情報の信頼性を向上可能なデータの取得を実現することができる。
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、実施形態同士の組み合わせ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。
２１ 取得機能
２３ 磁場制御機能
３３ インターフェース機能
３５ 画像生成機能
１００ 磁気共鳴イメージング装置
１０１ 静磁場磁石
１０３ 傾斜磁場コイル
１０５ 傾斜磁場電源
１０７ 寝台
１０９ 寝台制御回路
１１１ ボア
１１３ 送信回路
１１５ 送信コイル
１１７ 受信コイル
１１９ 受信回路
１２１ シーケンス制御回路
１２３ システム制御回路
１２５ メモリ
１２７ 入力インターフェース
１２９ ディスプレイ
１３１ 処理回路

Claims (14)

  1. 超偏極状態の第１核種の励起後から、前記第１核種からの第１磁気共鳴信号の取得前までの期間において、前記第１核種とは異なる非超偏極状態の第２核種を励起して前記第２核種からの第２磁気共鳴信号を取得する取得部と、
    前記第１磁気共鳴信号の取得前までに、前記第２核種の励起に関する傾斜磁場の印加量の総和を示す第１総和と、前記第２磁気共鳴信号の取得に関する傾斜磁場の印加量の総和を示す第２総和とを、ともにゼロに近づけるようにそれぞれの傾斜磁場波形を制御する磁場制御部と、
    を備える磁気共鳴イメージング装置。
  2. 前記第１核種に印加される複数のＲＦパルスは、フリップパルスと複数のフロップパルスとを有し、
    前記取得部は、前記複数のフロップパルスのうち隣接する２つのフロップパルスの間において、前記第２磁気共鳴信号を取得する、
    請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  3. 前記取得部は、前記複数のフロップパルスの印加に関する２つの傾斜磁場の印加の間において、前記第２核種を励起し、かつ前記第２磁気共鳴信号を取得する、
    請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  4. 前記取得部は、前記複数のフロップパルスのうち、前記第２磁気共鳴信号を取得後のフロップパルスの後に、前記第１磁気共鳴信号を取得する、
    請求項２または３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  5. 前記取得部は、前記フリップパルスの印加後から前記フロップパルスの印加前までの期間において、前記第２核種の励起に関するＲＦパルスを印加する、
    請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  6. 前記磁場制御部は、前記複数のフロップパルスのうち、最後のフロップパルスの印加前までに、前記第１総和と前記第２総和とをゼロに近づける、
    請求項２乃至５のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  7. 前記第１総和と前記第２総和とは、ともにゼロである、
    請求項１乃至６のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  8. 前記第１核種の励起時における傾斜磁場の印加期間と、前記第１磁気共鳴信号の取得に関する傾斜磁場の印加期間と、前記第２核種の励起時における傾斜磁場の印加期間と、前記第２磁気共鳴信号の取得に関する傾斜磁場の印加期間とは、いずれも互いに非重複である、
    請求項１乃至７のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  9. 前記取得部は、前記第２磁気共鳴信号を複数回に亘って取得する、
    請求項１乃至８のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  10. 前記取得部は、前記第１核種の励起と前記第２核種の励起とを同時に実行する、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  11. 前記取得部は、前記第１磁気共鳴信号の取得後において、前記第２磁気共鳴信号の取得に関するスポイラーパルスを発生させる、
    請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  12. 前記第２核種はプロトンである、
    請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  13. 超偏極状態の第１核種を励起し、
    前記第１核種からの第１磁気共鳴信号の取得前までの期間において、前記第１核種とは異なる非超偏極状態の第２核種を励起し、
    前記第１磁気共鳴信号の取得前までに、前記第２核種の励起に関する傾斜磁場の印加量の総和を示す第１総和をゼロに近づけ、
    前記第２核種からの第２磁気共鳴信号を取得し、
    前記第１磁気共鳴信号の取得前までに、前記第２磁気共鳴信号の取得に関する傾斜磁場の印加量の総和を示す第２総和をゼロに近づけ、
    前記第２総和をゼロに近づけた後、前記第１磁気共鳴信号を取得すること、
    を備える超偏極信号取得方法。
  14. コンピュータに、
    超偏極状態の第１核種を励起するために送信回路を制御し、
    前記第１核種からの第１磁気共鳴信号の取得前までの期間において、前記第１核種とは異なる非超偏極状態の第２核種を励起するために前記送信回路を制御し、
    前記第１磁気共鳴信号の取得前までに、前記第２核種の励起に関する傾斜磁場の印加量の総和を示す第１総和をゼロに近づけるように傾斜磁場電源を制御し、
    前記第２核種からの第２磁気共鳴信号を取得するために前記傾斜磁場電源を制御し、
    前記第１磁気共鳴信号の取得前までに、前記第２磁気共鳴信号の取得に関する傾斜磁場の印加量の総和を示す第２総和をゼロに近づけるように前記傾斜磁場電源を制御し、
    前記第２総和をゼロに近づけた後、前記第１磁気共鳴信号を取得するために前記傾斜磁場電源を制御すること、
    を実現させる超偏極信号取得プログラム。
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