JP3903276B2 - 磁気共鳴撮像装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴撮像装置に係り、例えば、連続撮影を行いながら時間分解能を高め、かつ画質の優れた画像をモニタリングする磁気共鳴撮像装置に好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴撮像装置（ＭＲＩ装置）は、生体に均一な静磁場を作用させた状態で高周波磁場パルスを照射し、生体中の水素や燐などの原子核を励起させ、この励起により発生する核磁気共鳴信号（ＮＭＲ信号）を計測し、それら水素や燐の密度分布あるいは緩和時間分布等の磁気共鳴情報に基づいて、生体内の計測領域を画像化することにより、医療診断に資する装置である。
【０００３】
ＭＲＩ装置では、基本的に１枚の画像を得るための撮像時間はＴＲ（repetition time:パルス系列の基本パターンに要する時間）と位相エンコード数の積になる。この撮像時間の短縮をはかり、臨床の場においてＭＲＩ装置の幅広い利用を図るべく、高速撮像法として、１のＴＲで複数のエコー信号（ＮＭＲ信号）を取得するエコープラナーイメージング（以下「ＥＰＩ」と略す）法がある。ＥＰＩ法の基本的な概念は、Ｔ２*減衰（ティーツースター、見かけ上の横緩和）中に読み出し傾斜磁場であるリードアウト傾斜磁場の反転を繰り返し多数のグラジエントエコーをつくり、計測データ空間、すなわちｋ空間のすべての位相エンコードラインを埋める方法である。この場合、１回の励起パルスのみで画像を構成するもの、何回かの励起パルスによるデータを合わせて空間分解能の高い１枚の画像を作るものがある。
【０００４】
また、ＥＰＩには、ＦＩＤ（自由誘導減衰）で信号を計測するグラジエントエコータイプのＥＰＩ（ＧＥ−ＥＰＩ）と、ｋ空間の原点の信号をスピン・エコーで計測するスピン・エコータイプのＥＰＩ（ＳＥ−ＥＰＩ）がある。ＧＥ−ＥＰＩはファンクショナルＭＲＩ（functional ＭＲＩ）やパーヒュージョンスタディ（perfusion study）などに使用され、Ｔ２*コントラスト画像を効果的に取得でき、ＳＥ−ＥＰＩはディフュージョン（diffusion）、パーフュジョン（perfusion）、フロー（flow）の計測などのＴ２*による効果をなるべくさけたい場合に使用される。
【０００５】
一方、画像の再構成間隔を短縮することにより時間分解能を高める方法としてHalf Scan 法がある。この方法は、位相方向に対して、約半分（50％以上）または３/４の計測データから残りのデータを推定して画像を作成する方法であり、同じ空間分解能の画像を短時間で得ることができるが、Ｓ/Ｎ（signal to noise ratio :信号雑音比）が低下し、画質が低下する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のＥＰＩ法の計測において、ｋ空間のデータを全て取得し、１画像を得るための撮像時間はＴＲ×ショット数であった。そのため、空間分解能や画質の良さを求めると、ＴＲ及びショット数を小さくすることができず、その結果時間分解能が低くなり、得られた時系列画像から臨床の場で必要な情報を得ることができない場合があった。
【０００７】
本発明は、時間分解能と画質の共に優れた時系列画像を得ることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、静磁場空間に配置された被検体に所定の撮像シーケンスに基づいて高周波磁場と傾斜磁場を印加して、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を検出してｋ空間の計測データを取得する計測制御手段と、前記計測データを用いて画像を再構成する信号処理手段と、前記画像を表示する表示手段とを備え、前記計測制御手段は、前記ｋ空間を位相エンコード方向に複数の領域に分割してなる該ｋ空間の原点近傍の低周波領域と該低周波領域以外の高周波領域について、前記低周波領域と該低周波領域を挟む少なくとも二つの高周波領域を選択し、それら前記低周波領域と選択された高周波領域の前記計測データを取得する計測を、少なくとも選択する前記高周波領域を順次切替えて繰り返し、前記信号処理手段は、前記繰り返し毎に、前記低周波領域の計測データと、選択された前記高周波領域において新たに取得された計測データと、非選択領域については過去に取得された計測データとを用いて前記画像再構成を行い、前記計測制御手段は、選択された前記高周波領域の位相エンコード方向の一部領域の計測データを取得してから異なる高周波領域に移行する制御を、前記一部領域を位相エンコード方向の同一の方向にずらして繰り返すことによって、前記ｋ空間の全領域の計測データを取得することを特徴とする。
具体的な一形態としては、静磁場発生手段と、傾斜磁場発生手段と、高周波磁場パルス照射手段と、被検体から発生する磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記静磁場発生手段と前記傾斜磁場発生手段と前記高周波磁場パルス照射手段と前記受信手段とを制御して撮像シーケンスを実行するシーケンサと、前記磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する信号処理手段とを備えた磁気共鳴撮像装置において、前記シーケンサは、高周波磁場パルスを照射した後、リードアウト傾斜磁場を反転しながら繰り返し印加して複数の磁気共鳴信号を取得するシーケンスを実行するにあたって、計測データ空間を位相エンコード方向に中央領域と他の領域からなる複数の領域に分け、位相エンコード方向の計測ライン数を前記中央領域にＭ本、前記他の領域にＮ（但し、Ｎ＞Ｍ）本割り当てるとともに、前記磁気共鳴信号を前記中央領域にＫ個、前記他の領域にＬ個割り当て、かつＭ／Ｋ＜Ｎ／Ｌとなる条件で前記シーケンスにより、前記位相エンコードを変化させながら前記中央領域はＭ本の計測ライン数、前記他の領域はＮより小さい数となる計測ライン数にそれぞれ対応する計測データを取得する一連のシーケンスを実行し、該一連のシーケンスを前記位相エンコードを変化させながら前記他の領域の未計測の計測ラインに対応する計測データを取得するように繰り返し実行するものであり、前記信号処理手段は、前記一連のシーケンスの終了ごとに前記計測データに基づいて画像を再構成し、前記他の領域の未計測の計測データは、前回以前の一連のシーケンスの実行により得られた計測データを用いて画像を再構成することを特徴とする。
【０００９】
このような構成とすることにより、従来のように計測データ空間、すなわちｋ空間の計測データを全て取得するごとに画像再構成をしていた場合と異なり、ｋ空間の中央領域の全計測データを取得する一連のシーケンスの実行ごとに画像再構成をするので、時間分解能を高めることができる。また、画像再構成では、ｋ空間の中央領域以外の他の領域における未計測の計測データは、現回の一連のシーケンス以前の一連のシーケンス実行で得られた計測データを用い、中央領域の全計測データは一連のシーケンス実行ごとに取得するので、Ｓ/Ｎ、画質等の空間分解能を損なうことを抑えて連続撮像ができる。
【００１０】
すなわち、ｋ空間の中央領域は、撮像対象の全体像を認識する低周波数のデータを含むものであり、この領域の全データを画像再構成する一連のシーケンス実行ごとに取得することにより、例えば穿刺針の動きを明確にすることができる。また、ｋ空間の中央領域を挟む他の領域は、撮像対象の輪郭を明確にする高周波データからなるもので、現回の一連のシーケンス実行で取得できない計測データ部分は、現回以前の一連のシーケンス実行で得られた計測データを使って画像再構成するようにしたから、画質等に与える影響を抑えることができる。各一連のシーケンスは、それぞれｋ空間の他の領域のデータ取得部分を異にし、各一連のシーケンス実行で他の領域の全データを取得する。そして、各一連のシーケンスを繰り返すサイクルを行い、連続撮像をする。
【００１１】
例えば、１回の高周波磁場パルスの照射で３個の磁気共鳴信号を得る場合は、ｋ空間を位相エンコード方向に５以上の奇数個に等分すると、真中の１つが中央領域となり、中央領域をはさむ他の領域を第１と第２の領域にする。この場合、分割数をあまり大きくすると、中央領域に低周波データを全て含ませることができず、十分に鮮明な画像再構成ができない点に注意する。高周波磁場パルスを照射すると、３個の磁気共鳴信号を得るが、１個を中央領域の計測データ取得に使い、他の２個をそれぞれ他の領域である第１と第２の領域の計測データ取得に使う。このような、計測データ取得は、撮像シーケンスにおける位相エンコード傾斜磁場パルスの強度を調節することにより行う。このような撮像シーケンスを繰り返し実行し、中央領域の全計測データが取得できたときに、１回の一連のシーケンスが完了する。次の一連のシーケンスでは、同様に中央領域の全計測データを取得するが、他の領域である第１と第２の領域の計測データは前回の一連のシーケンス実行で得られなかった計測データを取得する。このようにして、位相エンコードを変えながら、繰り返し一連のシーケンスを実行することで、第１と第２の領域の全計測データを得ることができる。画像再構成は、１回の一連のシーケンス実行ごとに行って表示する。１回の一連のシーケンス実行で得られなかった、第１と第２の領域の計測データは、前回以前の一連のシーケンス実行で得られた計測データを使用して画像再構成して表示する。
【００１２】
このように、ｋ空間の位相エンコード方向の計測ラインに対応する全てのデータを計測しないで画像を再構成しているから、１枚の画像を得る撮像時間を短縮することができる。しかも、今回の一連のシーケンスで計測できない位相エンコードの計測データは、前回以前の一連のシーケンスで得られた計測データを使い画像再構成するので、時間分解能に優れ、高速で撮像して画像再構成と表示ができる。また、低周波データを含む中央領域の全計測データは、一連のシーケンスごとに取得しているので、連続撮像での撮像対象の動きを明確にとらえることができる。
【００１３】
また、シーケンサは、第１と第２の領域の計測データを位相エンコード同一方向にずらしながら順に取得するシーケンスを実行することが好ましい。位相エンコードを同方向、均等に変化させて印加するので、被検体の磁化率による磁場のオフセット変動の影響を抑えることができるからである。
【００１４】
また、本発明は、上記のように中央領域の全データを取得する１回の一連のシーケンス実行ごとに画像を再構成して表示し、他の領域の未計測のデータは前回以前の一連のシーケンス実行で得たデータを使うことから、１回の高周波磁場パルスで得られる磁気共鳴信号の数は３以上であればよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、一実施形態の撮像から画像再構成と表示の手順を示すフローチャートである。図２は、一実施形態の磁気共鳴撮像装置の全体構成を示すブロック図である。図３は、一実施形態のエコートレイン数３の撮像シーケンスを示す図である。図２に示すように、磁気共鳴撮像装置は、静磁場発生回路１、傾斜磁場発生系２、送信系３、受信系４、信号処理系５、シーケンサ６、及び中央処理装置（ＣＰＵ）７等を備えて構成される。静磁場発生回路１は、被検体９が置かれる空間に均一な静磁場を発生させるものである。その静磁場の方向は、通常、被検体９の体軸方向又は体軸に直交する方向である。また、静磁場発生回路１は、永久磁石方式または常電導方式あるいは超電導方式を用いて形成されている。傾斜磁場発生系２は、直交３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）方向の傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル１０と、その傾斜磁場コイル１０の駆動電流を供給する傾斜磁場電源１１を有して構成されている。傾斜磁場電源１１は、シーケンサ６の命令に従って直交３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）方向の傾斜磁場Ｇｓ、Ｇｐ、Ｇｒを被検体９に印加するようになっている。この傾斜磁場の与え方によって断層像のスライス面を設定することができる。シーケンサ６はＣＰＵ７の制御により動作し、パルスシーケンスと称される撮像シーケンスに従って、傾斜磁場発生系２、送信系３、受信系４等に命令を送り、断層像を撮像するのに必要な制御を実行するものである。
【００１６】
送信系３は、高周波磁場パルスにより被検体９の生体組織を構成する原子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波磁場パルスを照射するもので、高周波発振器１２、変調器１３、高周波増幅器１４及び高周波照射コイル１５を有して構成されている。そして、送信系３は、シーケンサ６の命令に従って、高周波発振器１２から出力される高周波磁場パルスを変調器１３で振幅変調し、さらに高周波増幅器１４で増幅した後、高周波照射コイル１５に供給して高周波磁場パルス（ＲＦパルス）を被検体９に照射するようになっている。
【００１７】
受信系４は、被検体９の生体組織の原子核の核磁気共鳴により放出されるエコー信号などの磁気共鳴信号を検出するもので、受信側の高周波受信コイル１６、増幅器１７、直交位相検波器１８及びＡ／Ｄ変換器１９を有して構成される。高周波受信コイル１６により受波された磁気共鳴信号は増幅器１７で増幅され、直交位相検波器１８で検波された後、Ａ／Ｄ変換器１９でディジタル信号の計測データに変換される。なお、シーケンサ６の制御によるタイミングで直交位相検波器１８により位相を９０°ずらしてサンプリングされた二系列の計測データは、信号処理系５に送られる。
【００１８】
信号処理系５は、ＣＰＵ７、ＲＯＭ２０、ＲＡＭ２１、光磁気ディスク２２、ＣＲＴなどのディスプレイ２３及び磁気ディスク２４を有して構成される。ＣＰＵ７は、入力される計測データをフーリエ変換処理を含む画像再構成処理を行い、任意断面の信号強度分布あるいは所定の処理をした画像を作成して、ディスプレイ２３に断層像として表示するようになっている。ＲＯＭ２０は、経時的な画像解析処理及び計測を行なうプログラムや、その実行に用いる不変のパラメータなどを記憶する。ＲＡＭ２１は、前計測で用いた計測パラメータや、受信系４で検出したエコー信号、及び関心領域設定に用いる画像を一時保管すると共に、その関心領域を設定するためのパラメータなどを記憶する。光磁気ディスク２２及び磁気ディスク２４は、ＣＰＵ７により再構成された画像のデータを記録する。ディスプレイ２３は、光磁気ディスク２２及び磁気ディスク２４に格納されている画像データを映像化して断層像として表示する。
【００１９】
さらに本発明のＭＲＩ装置の信号処理系５は、ＣＰＵ７の機能として画像データに対し撮像対象の動きを画像上で明確するべく差分画像をつくる差分処理及び画像の累積を行う重み付けを行う機能を備えている。これらの処理は、本発明のＭＲＩ装置において計測を行うことにより得られたデータに対してなされる。これらの処理の選択及び設定のための手段が、ＣＰＵの入力手段として設けられる。またディスプレイ２３は、この信号処理系５の機能に対応して、通常の画像に代わりまたは通常の画像に加えて差分画像あるいは累積加算画像を表示する機能を備えている。
【００２０】
操作部８は、信号処理系で実行する処理の制御情報を入力するものであり、例えば、トラックボール又はマウス２５やキーボード２６を備えて構成される。
【００２１】
このように構成される磁気共鳴撮像装置（ＭＲＩ装置）を用いて、撮像、画像再構成及び画像表示をする手順について図１を用いて説明する。ステップ１では撮像に関するパラメータである撮影視野（ＦＯＶ）のサイズ、断層撮影するスライス面の位置、周波数エンコード数及び位相エンコード数等を定める。この設定されたパラメータは、ＲＡＭ２１に記憶される。計測パラメータが設定されると、ステップ２において、１回の高周波磁場パルスの照射で生じるＥＰＩ法の磁気共鳴信号数（エコー数）を設定する。すなわち、反転するリードアウト傾斜磁場の繰り返し印加により、複数のエコー信号を得る。次に、ステップ３において、ｋ空間の位相エンコード方向の分割数を設定する。例えば、３エコーのときは、分割数を５、７、９等にする。分割された真中の１個を中央領域とし、中央領域を挟む他の領域を第１と第２の領域とする。したがって、第１と第２の領域は等しいエンコード数となり、中央領域のエンコード数の整数倍となる。このとき、上記の３個のエコー信号でｋ空間の分割数が５、ステップ１で定めたエンコード数が１８９であるときは、１分割ごとに３８個のエンコード数が割り当てられ、全体のエンコード数は１９０に自動調整される。この自動調整は、ステップ１で定めたエンコード数に最も近い数値のエンコード数となる。したがって、中央領域のエンコード数は３８、第１と第２の領域のエンコード数はそれぞれ７６となる。ただし、ｋ空間の位相エンコード数は、通常１２８、２５６等にされ、位相エンコードのピッチは一定に設定される。したがって、これらの位相エンコード数に不足する場合は、単にｋ空間上下の端部の計測データが得られないことになるだけである。ステップ４において、中央領域のエンコード数に対応する全計測データと第１と第２の領域のエンコード数に対応する全データのうちの一部のデータを取得するパーシャル（Ｐartial）データ計測、すなわち１回のスキャンで行った一連のシーケンスを実行する。そして、画像再構成（Ｓ５）、画像を表示（Ｓ６）する。その後、データ数の変更すなわち、位相エンコード数の変更等があるときは、ステップ１へ戻る。変更がないときは、計測終了の指示（Ｓ８）があれば終了し、なければステップ４に戻り再びＰartialデータ計測をする。このとき、第１と第２の領域の位相エンコードは前回のスキャンで行った一連のシーケンスとは相違し、前回で未計測の計測データに対応する位相エンコードの傾斜磁場が印加される。
撮像は、パルスシーケンスと称される撮像シーケンスにしたがって行われる。図３に、第１の実施形態であるエコートレイン数が３の撮像シーケンスを示す。本実施形態の撮像シーケンスは、エコープラナーイメージング（ＥＰＩ）法と呼ばれるパルスシーケンスを用いている。図は、上から順に高周波磁場パルスＲＦ、スライス選択傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード傾斜磁場Ｇｐ、リードアウト傾斜磁場Ｇｒ，核磁気共鳴信号であるエコー信号Signalをそれぞれ示し、縦軸はそれらの強度を、横軸は時間を示している。このパルスシーケンスを繰り返すことにより、計測データ空間であるｋ空間に撮像で得た計測データが収集される。
【００２２】
次に、図３のシーケンスの内容を詳細に説明する。高周波磁場パルス３１を照射すると共に、スライス選択傾斜磁場パルス３３を印加することにより、被検体の所望の部位を励起する。これにより被検体中の例えばプロトンが励起され、エコー信号が発生する。このエコー信号に空間位置情報である位相エンコード傾斜磁場Ｇｐ（以下「Ｇｐ」とする）パルス３５とリードアウト傾斜磁場Ｇｒ（以下「Ｇｒ」とする）パルス３７を印加する。そして、反転させたＧｒパルス３９を印加することにより、グラジエントエコー信号（以下「エコー信号」とする）４１が得られる。その後、位相エンコードの磁場強度を変えたＧｐパルス４３と反転させたＧｒパルス４５が印加され、第２のエコー信号４７が得られる。また、同様にして位相エンコードの磁場強度を変えたＧｐパルス４９と反転したＧｒパルス５１が印加されることにより第３のエコー信号５３が得られる。Ｇｐパルスの磁場強度を変えてエコー信号を取得するのは、ｋ空間の位相エンコーディング数に対応した画像情報を得るためである。
【００２３】
次に、得られたエコー信号とｋ空間のデータ取得の関係を説明する。図４は、第１の実施形態におけるｋ空間の分割数の第１例を示す図である。ｋ空間は、周波数情報で埋められたデータ領域であり、横軸に周波数エンコーディング数、縦軸に位相エンコーディング数がとられている。図４では、縦軸、横軸とも省略しているが、図４の中心で縦軸と横軸が交わっている。図４のｋ空間は、縦軸である位相エンコーディング方向に７等分されていて、真ん中の中央領域６１と、中央領域を挟む第１の領域６３と第２の領域６５に分けられている。第１の領域は、７等分されたうちの３ブロック分６３a，６３ｂ，６３ｃから成り、第２の領域も３ブロック分６５a，６５ｂ，６５ｃから成る。そして、第１のエコー信号からの計測データを第１の領域に、第２のエコー信号からの計測データを中央領域に、第３のエコー信号を第２の領域に取得する。
【００２４】
図５は、第１の実施形態におけるｋ空間のデータ取得の第１例を示す図である。
説明を簡単にするために、例えば繰り返し時間ＴＲを２０ｍsec、位相エンコード方向のエンコード数を１８９と設定する。周波数エンコード数も同様に所定の数値に設定する。位相エンコード数１８９をｋ空間の等分数７で除すると、商は２７であるから、１ブロックあたりのエンコード数は２７となり、対応する計測データも２７となる。計測データは、ｋ空間の位相エンコード方向に段階的にラインで取得される。図３のシーケンスを実行すると、第１のエコー信号で第１領域の上段６３ａの上から１番目のラインに計測データが取得され、第２のエコー信号で中央領域６１の上から１番目のラインに計測データが、第３のエコー信号で第２領域の上段６５ａの上から１番目のラインにそれぞれ計測データが取得される。次ぎのシーケンス実行では、図３のＧｐパルス３５の強度を変化させ、それぞれの領域の２番目のラインに計測データが取得される。シーケンスを２７回実行することにより、中央領域６１、第１領域の上段６３ａ，第２領域の上段６５ａの全計測データが取得でき、第１のスキャンが終了する。次ぎの第２のスキャンでは中央領域、第１領域の中段６３ｂ，第２領域の中段６５ｂの全計測データが取得でき、さらに第３スキャンでは中央領域、第１領域の下段６３ｃ，第２領域の下段６５ｃの全計測データが取得できる。つまり、第１から第３までのスキャンの３サイクルで、第１と第２の領域の全計測データが取得できるのに対し、中央領域は全計測データを３回取得することになる。画像再構成と表示は、それぞれ１回のスキャンが終了するごとに行われるが、各スキャンでの未取得の計測データは、現回以前のスキャンで取得した計測データを使って行う。例えば、第１のスキャンで画像再構成をする際は、未取得の計測データである第１領域の中段６３ｂ、下段６３ｃと第２領域の中段６５ｂ、下段６５ｃのデータは、現回以前の第３と第２のスキャンで得た計測データを使って、画像再構成を行い表示する。
従来のＥＰＩ法の撮像では、位相エンコード数１８９、エコートレイン数が３であれば、位相エンコード数をエコートレイン数で除したときの商６３がショット数となる。よって、１枚の画像の撮像時間は、ショット数と１ＴＲ（２０msec）を乗じた積、１２６０msec、すなわち約1.3秒となる。ところが、本実施形態では、１回のスキャンで画像再構成をするので、ショット数は２７となり、撮像時間は、２０msecと２７の乗じた積、５４０msec、すなわち約０．６秒で、時間分解能の向上率は約５７％となる。
【００２５】
また、画像再構成を行う１回のスキャンでは、ｋ空間の中心部分にある低周波領域を中央領域６１として全計測データを得ていることと、高周波領域である第１と第２の領域の未取得データは、現回以前の最新のスキャンで得た計測データを用いて画像再構成をしているので、空間分解能も損なうことがない。さらに、ｋ空間における各エコーによる計測データを、位相エンコード方向を同方向に順に取得するので、被検体の磁化率による磁場のオフセット変動の影響を受けにくくできる。また、ｋ空間を位相エンコード方向に中央領域とその他の領域にわけるときは、位相エンコード数に対応した計測ライン数を、例えば中央領域にＭ本、第１と第２の領域を含む他の領域にＮ（但し、Ｎ＞Ｍ）本割り当てるとともに、磁気共鳴信号を中央領域にＫ個、他の領域にＬ個割り当て、かつＭ／Ｋ＜Ｎ／Ｌとなる条件でシーケンスを、位相エンコードを変化させながら実行する。このようにシーケンスを設定するので、中央領域が計測すべき全計測データであるＭ本の計測ライン数に対応する計測データを取得する一連のシーケンスを実行したときは、他の領域ではＮより小さい数の計測ライン数に対応する計測データの取得となる。そのため、１回のスキャンで実行する一連のシーケンスでは中央領域の全計測データが取得できるのに対し、他の領域では全計測データが取得できず、スキャンを繰り返すことで全計測データを得ることとなる。
【００２６】
図６は、第１の実施形態におけるｋ空間のデータ取得の第２例を示す図で、
ｋ空間を位相エンコード方向に１１等分した場合を示している。真中の１ブロックが中央領域６７で、中央領域を挟むそれぞれ上下の５ブロックを、第１領域６９、第２領域７１とする。エコー数は３であり、第１のエコー信号で第１領域６９の計測データを、第２のエコー信号で中央領域６７の計測データを、第３のエコー信号で第２領域の計測データを取得する。第１スキャンでは、中央領域の全計測データと第１、第２の最上段のブロックの全計測データを取得し、第２スキャンでは、中央領域の全計測データと第１、第２の上から２番目のブロックの全計測データを取得することになる。第３、第４、第５スキャンに進むにつれて、５分割された第１と第２の領域の全計測データが取得される。画像再構成と表示は、各スキャンごとに行われ、現回のスキャンで得られなかった第１と第２の領域の非計測データは現回スキャン以前のスキャンで得られた最新の計測データを使う。ｋ空間を１１等分したうちの真中の１ブロックが中央領域で、この中央領域の全計測データを取得したときが１回のスキャンになるため、位相エンコード数が等しければ、５等分したときよりも１１等分したときの方が、１回のスキャン時間は短くなる。すなわち、時間分解能が優れたものたなる。ただし、１回のスキャンで得られる中央領域のデータ数は、５等分したときより少ないので、画質、すなわち空間分解能は劣る場合がある。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施形態であるエコートレイン数が５の場合の撮像と計測データ取得を図７及び図８を用いて説明する。図７は、エコートレイン数が５の場合のパルスシーケンスを示す図である。図８は、第２の実施形態におけるｋ空間のデータ取得の第１例を示す図で、ｋ空間を位相エンコード方向に１３等分した場合を示したものである。図７において、高周波磁場パルス７１を照射すると共に、スライス選択傾斜磁場７３を印加して被検体の所定部位を励起する。Ｇｐパルス７５とＧｒパルス７７を印加した後、反転させたＧｒパルス７９を印加して第１のエコー信号８１を得る。その後、Ｇｐパルス８３と反転させたＧｒパルス８５を印加して第２のエコー信号８７を得、その後Ｇｐパルスと反転させたＧｒパルスを繰り返して、第３のエコー信号９３、第４のエコー信号９９、第５のエコー信号１０５を得る。図８の１３等分された真中の１ブロックが中央領域１１１で、中央領域を挟む上下各６ブロックを第１領域１１３、第２領域１１５とする。第１領域と第２領域はさらに、３ブロックずつに分けられている。第１のエコー信号で第１領域の上段３ブロック１１３ａの計測データを取得し、第２のエコー信号で第１領域の下段３ブロック１１３ｂの計測データを取得する。第３のエコー信号で中央領域１１１の計測データを、第４のエコー信号で第２領域の上段３ブロック１１５ａの計測データを、第５のエコー信号で第２領域の下段３ブロック１１５ｂの計測データをそれぞれ取得する。この場合は、３回のスキャンで第１と第２の領域の全計測データが得られることになる。従来のＥＰＩ法と比較するために、例えば位相エンコード数を１９５、エコートレイン数５、１ＴＲを２５msecとすると、ショット数は３９となるので、従来のＥＰＩ法では１枚の画像を撮像するのに９７５msecすなわち、約１．０秒である。本実施形態では、ショット数が１５であるから、１回のスキャンに要する時間は３７５msecで、約０．４秒と成り、時間分解能の向上率は約６２％となる。１回のスキャンで未取得の計測データは、現回スキャンの以前のスキャンで得られた計測データを使用するので、１回のスキャンごとに画像再構成と表示をしても空間分解能を損なうことがない。
【００２８】
図９は、第２の実施形態におけるｋ空間のデータ取得の第２例を示す図で、
図８と同様にｋ空間を１３等分したものであるが、第１領域と第２領域をそれぞれ４ブロックと２ブロックに分けたものである。５個のエコー信号のうち、第１のエコー信号を第１領域上段の４ブロックの計測データ取得に、第２のエコー信号を第１領域下段の２ブロックの計測データ取得に、第３のエコー信号を中間領域の計測データ取得に割り当てる。第４と第５のエコー信号も、第１領域と同様にして、第２領域に割り当てる。この場合、中間領域に隣接する第１と第２の領域の２ブロックは２回のスキャンで全計測データを取得でき、第１と第２の領域の４ブロックは４回のスキャンで全計測データが取得できることになる。すなわち、サイクル数が２と４の複合型である。この場合低周波領域である中央領域に近い２ブロックのデータ取得頻度を高くしているので、空間分解能に優れた画像を得ることができる。
【００２９】
次に、エコートレイン数が３である第１の実施形態のｋ空間におけるデータ取得の変形例を図１０、図１１、図１２及び図１３を用いて説明する。図１０は、第１の実施形態におけるｋ空間の分割数の第２例を示す図で、第１のエコー信号で中央領域の計測データを取得する場合を示す。第１のエコー信号で中央領域の計測データを取得することにより、縦緩和時間であるＴ１を強調した画像が得られる。図１０は、ｋ空間を位相エンコード方向に５等分し真中の１ブロックを中央領域、中央領域を挟む上下各２ブロックを第１と第２の領域に分ける。そして、第１と第２の各ブロックを上下２分割する。図１１は、第１の実施形態におけるｋ空間のデータ取得の第３例を示す図である。第１のエコー信号で中央領域の上半分、第２のエコー信号で第１領域の下段の上半分、第３のエコー信号で第１領域の上段の上半分の計測データをそれぞれ取得する。次に、第１のエコー信号で中央領域の下半分、第２のエコー信号で第２領域の上段の下半分、第３のエコー信号で第２領域の下段の下半分の計測データをそれぞれ取得し、第１スキャンが終了し、次の第２スキャンでも同様にして、中央領域の全計測データと第１スキャンで未取得の第１と第２の計測データを取得する。２回のスキャンで第１と第２の領域の全計測データを取得する、２サイクル型で、第１エコー信号を中央領域の計測データ取得に用いるので、Ｔ１強調の画像が得られる。
【００３０】
図１２は、第１の実施形態におけるｋ空間のデータ取得の第４例を示す図であり、ｋ空間を位相エンコード方向に１４等分したものの内、真中の２ブロックを中央領域とし、中央領域を挟む各６ブロックを第１、第２の領域にしたものである。第１エコー信号を中央領域の計測データ取得に、第２エコー信号を第１と第２の領域の中央領域側の各３ブロックの計測データ取得に、第３エコー信号を第１、第２の領域の残りの各３ブロックの計測データ取得に振り分ける。したがって、３回のスキャンで第１と第２の領域の全計測データを取得できる３サイクル型である。
【００３１】
図13は、第１の実施形態におけるｋ空間のデータ取得の第５例を示す図であり、
ｋ空間を位相エンコード方向に１４等分したもので、真中の２ブロックを中央領域とし、中央領域を挟む各６ブロックを第１、第２の領域に分けたものである。そして、第１と第２の領域を中央領域を挟む各２ブロックと残りの各４ブロックに分ける。中央領域は１回のスキャンごとに全計測データを得るの対し、第１と第２の領域の２ブロックは２回のスキャンごとに全計測データを取得し、第１と第２の領域の４ブロックは４回のスキャンごとに全計測データを取得するサイクル数が２と４の複合型である。低周波側の２ブロックの計測データ取得の頻度を高くしているので、空間分解能に優れている。この場合、第１のエコー信号を中央領域のデータ取得にすれば、Ｔ１強調の画像が得られる。
【００３２】
本実施形態では、エコートレイン数が３と５の場合について説明したが、これに限定するものでなく、３以上のエコートレイン数であれば、偶数、奇数を問わない。また、中央領域の計測データ取得は複数のエコー信号で取得することもある。つまり、１回のスキャンでｋ空間の低周波データ部分を含む中央領域の全計測データを２以上のエコー信号で取得し、高周波データ部分である第１と第２の領域の未取得の計測データは現回スキャンの以前のスキャンで取得した計測データを用いて、１回のスキャンごとに、画像再構成と表示を行うものである。これにより、時間分解能と空間分解能を高めることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、時間分解能と画質の共に優れた時系列画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気共鳴撮像装置の一実施形態の撮像から画像再構成と表示の手順を示すフローチャートである。
【図２】本発明に係る一実施形態の磁気共鳴撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る第１の実施形態の撮像シーケンスを示す図である。
【図４】本発明に係る第１の実施形態におけるｋ空間の分割数の第１例を示す図である。
【図５】本発明に係る第１の実施形態におけるｋ空間のデータ取得の第１例を示す図である。
【図６】本発明に係る第１の実施形態におけるｋ空間のデータ取得の第２例を示す図である。
【図７】本発明に係る第２の実施形態の撮像シーケンスを示す図である。
【図８】本発明に係る第２の実施形態におけるｋ空間のデータ取得の第１例を示す図である。
【図９】本発明に係る第２の実施形態におけるｋ空間のデータ取得の第２例を示す図である。
【図１０】本発明に係る第１の実施形態におけるｋ空間の分割数の第２例を示す図である。
【図１１】本発明に係る第１の実施形態におけるｋ空間のデータ取得の第３例を示す図である。
【図１２】本発明に係る第１の実施形態におけるｋ空間のデータ取得の第４例を示す図である。
【図１３】本発明に係る第１の実施形態におけるｋ空間のデータ取得の第５例を示す図である。
【符号の説明】
１ 静磁場発生回路
２ 傾斜磁場発生系
３ 送信系
４ 受信系
５ 信号処理系
６ シーケンサ
７ ＣＰＵ
８ 操作部
９ 被検体
１０ 傾斜磁場回路
１５ 高周波照射コイル
３１、７１ 高周波磁場パルス
３３、７３ スライス選択傾斜磁場
３５、４３、４９ 位相エンコード傾斜磁場パルス
７５、８３、８９、９５、１０１ 位相エンコード傾斜磁場パルス
３７、３９、４５、５１ リードアウト傾斜磁場パルス
７７、７９、８５、９１、９７、１０３ リードアウト傾斜磁場パルス
４１、４７、５３ エコー信号
８１、８７、９３、９９、１０５ エコー信号

Claims (9)

1. 静磁場空間に配置された被検体に所定の撮像シーケンスに基づいて高周波磁場と傾斜磁場を印加して、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を検出してｋ空間の計測データを取得する計測制御手段と、前記計測データを用いて画像を再構成する信号処理手段と、前記画像を表示する表示手段とを備え、
   前記計測制御手段は、前記ｋ空間を位相エンコード方向に複数の領域に分割してなる該ｋ空間の原点近傍の低周波領域と該低周波領域以外の高周波領域について、前記低周波領域と該低周波領域を挟む少なくとも二つの高周波領域を選択し、それら前記低周波領域と選択された高周波領域の前記計測データを取得する計測を、少なくとも選択する前記高周波領域を順次切替えて繰り返し、
   前記信号処理手段は、前記繰り返し毎に、前記低周波領域の計測データと、選択された前記高周波領域において新たに取得された計測データと、非選択領域については過去に取得された計測データとを用いて前記画像再構成を行い、
   前記計測制御手段は、選択された前記高周波領域の位相エンコード方向の一部領域の計測データを取得してから異なる高周波領域に移行する制御を、前記一部領域を位相エンコード方向の同一の方向にずらして繰り返すことによって、前記ｋ空間の全領域の計測データを取得することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
2. 前記少なくとも一の高周波領域は、複数の前記高周波領域に関して同じ頻度で選択されることを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴撮影装置。
3. 前記少なくとも一の高周波領域は、複数の前記高周波領域に関して前記低周波領域に近い高周波領域の方が遠い高周波領域よりも高い頻度で選択されることを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴撮影装置。
4. 選択される前記高周波領域が偶数の場合は、前記ｋ空間の中心に対して対称な複数の前記高周波領域が選択されることを特徴とする請求項1乃至３のいずれか1項に記載の磁気共鳴撮像装置。
5. 前記複数の領域は複数のブロックに纏められ、各ブロックは連続する前記領域のうちの少なくとも一つを含み、前記ブロック毎に前記領域が選択され、かつ各ブロック内で前記選択領域が順次切り替えられることを特徴とする請求項1乃至４のいずれか1項に記載の磁気共鳴撮像装置。
6. 前記ｋ空間の原点を含むブロックが前記低周波領域からなることを特徴とする請求項５に記載の磁気共鳴装置。
7. 前記撮像シーケンスは、一の繰返し周期の時間内に位相エンコードが異なる複数の前記磁気共鳴信号を取得することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁気共鳴装置。
8. 前記撮像シーケンスは、一の繰返し周期の時間内で低周波領域から高周波領域に向かって位相エンコードを変えることを特徴とする請求項７に記載の磁気共鳴装置。
9. 静磁場発生手段と、傾斜磁場発生手段と、高周波磁場パルス照射手段と、被検体から発生する磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記静磁場発生手段と前記傾斜磁場発生手段と前記高周波磁場パルス照射手段と前記受信手段とを制御して撮像シーケンスを実行するシーケンサと、前記磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する信号処理手段とを備えた磁気共鳴撮像装置において、
   前記シーケンサは、高周波磁場パルスを照射した後、リードアウト傾斜磁場を反転しながら繰り返し印加して複数の磁気共鳴信号を取得するシーケンスを実行するにあたって、計測データ空間を位相エンコード方向に中央領域と他の領域からなる複数の領域に分け、位相エンコード方向の計測ライン数を前記中央領域にＭ本、前記他の領域にＮ（但し、Ｎ＞Ｍ）本割り当てるとともに、前記磁気共鳴信号を前記中央領域にＫ個、前記他の領域にＬ個割り当て、かつＭ／Ｋ＜Ｎ／Ｌとなる条件で前記シーケンスにより、前記中央領域と前記他の領域の前記位相エンコードを同一方向にずらしながら前記中央領域はＭ本の計測ライン数、前記他の領域はＮより小さい数となる計測ライン数にそれぞれ対応する計測データを取得する一連のシーケンスを実行し、該一連のシーケンスを前記位相エンコードを変化させながら前記他の領域の未計測の計測ラインに対応する計測データを取得するように繰り返し実行するものであり、
   前記信号処理手段は、前記一連のシーケンスの終了ごとに前記計測データに基づいて画像を再構成し、前記他の領域の未計測の計測データは、前回以前の一連のシーケンスの実行により得られた計測データを用いて画像を再構成することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。

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