JP5595759B2

JP5595759B2 - 磁気共鳴イメージング装置

Info

Publication number: JP5595759B2
Application number: JP2010050463A
Authority: JP
Inventors: 光和鎌田; 匡朗梅田; 正生油井
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2010-03-08
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2030-03-08
Also published as: JP2011182916A

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング装置に関する。

磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置）は、傾斜磁場を印加することによって、被検体から放射された磁気共鳴信号に位置情報を与え、この位置情報に基づいて、画像を再構成する。

ところで、ＭＲＩ装置は、傾斜磁場をパルス状に印加する。このため、傾斜磁場コイルの周囲に存在する伝導体（例えば静磁場磁石の熱シールドなど）に、渦電流が発生し、発生した渦電流によって、渦磁場が生成されてしまう。この渦磁場は、傾斜磁場の波形を歪めるので、磁気共鳴信号から再構成された画像にも、劣化が生じる。このようなことから、近年、アクティブシールド型傾斜磁場（以下、ＡＳＧＣ（Actively Shielded Gradient Coil））によって渦磁場の強度を小さくする手法や、渦磁場に応じて傾斜磁場の波形を整形する渦磁場補償の手法などが用いられている。

ここで、渦磁場補償を正確に行うためには、渦磁場を測定し、渦磁場の強度及び時定数を予め求める必要がある。例えば、特許文献１には、傾斜磁場に起因する渦磁場を測定対象とするシーケンスを実行し、傾斜磁場を印加した直後に取得した磁気共鳴信号の位相に現れた変調を解析することで、渦磁場の強度及び時定数を求める手法が開示されている。

特開平４−１８９３４４号公報

しかしながら、上述した従来の技術では、渦磁場を精度良く測定することができないという課題があった。すなわち、特許文献１の手法では、測定対象の渦磁場以外に起因する位相の変調も磁気共鳴信号に現れてしまい、測定の精度が低下する。例えば、磁気共鳴信号は、測定対象でない渦磁場や振動などの影響も受けるので、取得された磁気共鳴信号の位相の変調には、これらの影響も含まれてしまう。なお、測定対象でない渦磁場とは、測定対象の渦磁場を生成した傾斜磁場とは異なる傾斜磁場（例えば１ＴＲ（Repetition Time）前の傾斜磁場）によって生成された渦磁場のことである。また、渦磁場は空間的に一様な周波数分布を持つ０次渦磁場と、空間的に線形に変化する周波数分布を持つ１次渦磁場とに切り分けられる。０次渦磁場はＲＦ（Radio Frequency）パルスの周波数を変化させる、１次渦磁場は傾斜磁場波形を最適化することによりそれぞれ補償が可能である。０次渦磁場と１次渦磁場で補償方法が異なるため、０次渦と１次渦との成分を切り分けることが渦磁場測定において重要であると考えられるが、特許文献１の手法で取得可能な磁気共鳴信号は０次渦磁場と１次渦磁場の両方の影響を受けており、切り分けが出来ないため、精度の高い補償は不可能である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、渦磁場を精度良く測定することが可能な磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、極性を反転する励起パルスの前後に第１傾斜磁場と第２傾斜磁場とをそれぞれ印加し、両傾斜磁場の面積和が略ゼロとなるタイミングで磁気共鳴信号の取得を行うシーケンスと、前記シーケンスとは傾斜磁場の条件が異なるシーケンスとを実行し、シーケンス毎に磁気共鳴信号を取得する取得手段と、前記取得手段によってシーケンス毎に取得された複数の磁気共鳴信号について、磁気共鳴信号間の差分を計算する差分計算手段と、前記差分計算手段によって計算された差分を用いて、渦磁場の補償に用いる測定値を計算する測定値計算手段とを備える。

本発明によれば、渦磁場を精度良く測定することが可能になるという効果を奏する。

図１は、ＭＲＩ装置の構成を示すブロック図である。図２は、制御部の構成を示すブロック図である。図３は、実施例１に係るシーケンス実行部によって実行されるシーケンスを説明するための図である。図４は、実施例１に係るシーケンス実行部によって実行されるシーケンスを説明するための図である。図５は、渦磁場測定の処理手順を示すフローチャートである。図６は、実施例１に係るシーケンス実行の処理手順を示すフローチャートである。図７は、実施例２に係るシーケンス実行部によって実行されるシーケンスを説明するための図である。図８は、実施例２に係るシーケンス実行の処理手順を示すフローチャートである。図９は、実施例３に係るシーケンス実行の処理手順を示すフローチャートである。図１０は、実施例４に係るシーケンス実行の処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明に係るＭＲＩ装置の実施例を詳細に説明する。なお、以下の実施例により本発明が限定されるものではない。

［ＭＲＩ装置１００の構成］
図１を用いて、実施例１に係るＭＲＩ装置１００の構成を説明する。図１は、ＭＲＩ装置１００の構成を示すブロック図である。図１に例示するように、実施例１に係るＭＲＩ装置１００は、特に、静磁場磁石１と、傾斜磁場コイル２と、傾斜磁場電源３と、寝台４と、寝台制御部５と、送信コイル６と、送信部７と、受信コイル８と、受信部９と、シーケンス制御部１０と、計算機システム２０とを備える。

静磁場磁石１は、中空の円筒形状に形成され、内部の空間に一様な静磁場を発生する。静磁場磁石１は、例えば、永久磁石、超伝導磁石などである。傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形状に形成され、内部の空間に傾斜磁場を発生する。具体的には、傾斜磁場コイル２は、静磁場磁石１の内側に配置され、傾斜磁場電源３から電流の供給を受けて、傾斜磁場を発生する。傾斜磁場電源３は、シーケンス制御部１０から送られるシーケンス実行データに従って、傾斜磁場コイル２に電流を供給する。

寝台４は、被検体Ｐが載置される天板４ａを備え、天板４ａを、被検体Ｐが載置された状態で傾斜磁場コイル２の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、寝台４は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御部５は、寝台４を駆動して、天板４ａを長手方向及び上下方向へ移動する。

送信コイル６は、高周波磁場を発生する。具体的には、送信コイル６は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、送信部７から高周波パルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。送信部７は、シーケンス制御部１０から送られるシーケンス実行データに従って、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信コイル６に送信する。

受信コイル８は、磁気共鳴信号を受信する。具体的には、受信コイル８は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから放射される磁気共鳴信号を受信する。また、受信コイル８は、受信した磁気共鳴信号を受信部９に出力する。

受信部９は、シーケンス制御部１０から送られるシーケンス実行データに従って、受信コイル８から出力された磁気共鳴信号に基づき磁気共鳴信号データを生成する。具体的には、受信部９は、受信コイル８から出力された磁気共鳴信号をデジタル変換することによって磁気共鳴信号データを生成し、生成した磁気共鳴信号データをシーケンス制御部１０を介して計算機システム２０に送信する。

シーケンス制御部１０は、傾斜磁場電源３、送信部７、及び受信部９を制御する。具体的には、シーケンス制御部１０は、計算機システム２０から送信されたシーケンス実行データを、傾斜磁場電源３、送信部７、及び受信部９に送信する。

計算機システム２０は、特に、インタフェース部２１と、画像再構成部２２と、記憶部２３と、入力部２４と、表示部２５と、制御部２６とを備える。インタフェース部２１は、シーケンス制御部１０に接続され、シーケンス制御部１０と計算機システム２０との間で送受信されるデータの入出力を制御する。画像再構成部２２は、シーケンス制御部１０から送信された磁気共鳴信号データから画像データを再構成し、再構成した画像データを記憶部２３に格納する。

記憶部２３は、画像再構成部２２によって格納された画像データや、ＭＲＩ装置１００において用いられるその他のデータを記憶する。例えば、記憶部２３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ（flash memory）などの半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスクなどである。

入力部２４は、渦磁場測定のための操作などを操作者から受け付ける。例えば、入力部２４は、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスである。表示部２５は、画像データなどを表示する。例えば、表示部２５は、液晶表示器などの表示デバイスである。

制御部２６は、上記各部を制御することによってＭＲＩ装置１００を総括的に制御する。例えば、制御部２６は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路、または、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）などの電子回路である。

図２は、制御部２６の構成を示すブロック図である。図２に例示するように、制御部２６は、特に、事前設定受付部２６ａと、シーケンス実行部２６ｂと、差分計算部２６ｃと、強度時定数計算部２６ｄとを有する。

事前設定受付部２６ａは、渦磁場を測定対象とするシーケンスを実行するにあたり、事前に設定される各種設定値を受け付ける。具体的には、事前設定受付部２６ａは、入力部２４を介して操作者から各種設定値を受け付け、受け付けた各種設定値を、シーケンス実行部２６ｂに通知する。

ここで、後述するように、実施例１に係るシーケンス実行部２６ｂは、ＰＲＥＳＳ（Point Resolved Spectroscopy）法を用いたシーケンスを実行する。ＰＲＥＳＳ法においては、局所から放射された磁気共鳴信号のみが取得される。このため、例えば、事前設定受付部２６ａは、事前に設定される設定値として、磁気共鳴信号が取得される対象となる局所の空間的な位置を示す値（以下、測定ボクセル位置）を受け付ける。

また、例えば、事前設定受付部２６ａは、事前に設定される設定値として、測定対象の渦磁場を生成する傾斜磁場（以下、渦生成傾斜磁場）の強度や時間を受け付ける。ここで、渦生成傾斜磁場の強度や時間には、ＭＲＩ装置１００のハードウェアの性能や、測定対象の渦磁場の強度や時定数などを考慮した適切な値が選択される。

例えば、測定対象の渦磁場は、より正確には、傾斜磁場の立ち下り時に生成される渦磁場である。一方、傾斜磁場の立ち上がり時にも、渦磁場は生成される。この立ち上がり時に生成された渦磁場が、仮に時定数の長い渦磁場であるとすると、立ち上がり時に生成された渦磁場が、磁気共鳴信号に影響を与えてしまうことになる。このため、例えば、操作者は、立ち上がり時に生成された渦磁場が磁気共鳴信号に影響を与えないように、予め渦生成傾斜磁場に対する調整を行う。例えば、傾斜磁場は、強度と時間とで表現される波形が、シーケンスとして計画された傾斜磁場波形と同一になることが望ましい。そこで、操作者は、立ち上がり時の歪み（立ち上がり時に生成された渦磁場によって立ち上がり時の傾斜磁場に生じた歪み）を補償するように、渦生成傾斜磁場の立ち上がり時の強度を少し強めにするといった設定値を選択する。

また、例えば、事前設定受付部２６ａは、事前に設定される設定値として、磁場の均一度を高めるためのシム値を受け付ける。ここで、シム値には、ＭＲＩ装置１００のハードウェアの性能などを考慮した適切な値が選択される。

シーケンス実行部２６ｂは、渦磁場を測定対象とするシーケンスを、異なる条件を用いて複数回実行し、シーケンス毎に磁気共鳴信号を取得する。具体的には、シーケンス実行部２６ｂは、入力部２４を介して操作者からシーケンス実行指示を受け付けると、シーケンス実行データをインタフェース部２１を介してシーケンス制御部１０に送り、条件が異なるシーケンスを複数回実行する。また、シーケンス実行部２６ｂは、シーケンス毎に、インタフェース部２１を介して受信部９から磁気共鳴信号データを取得する。そして、シーケンス実行部２６ｂは、取得したシーケンス毎の磁気共鳴信号データを、差分計算部２６ｃに送る。

図３及び図４は、実施例１に係るシーケンス実行部２６ｂによって実行されるシーケンスを説明するための図である。実施例１に係るシーケンス実行部２６ｂは、図３に例示するシーケンスと図４に例示するシーケンスとをそれぞれ実行し、シーケンス毎に磁気共鳴信号データを取得する。図３に例示するシーケンスは、渦生成傾斜磁場の印加ありのシーケンスである。一方、図４に例示するシーケンスは、渦生成傾斜磁場の印加なしのシーケンスである。すなわち、実施例１に係るシーケンス実行部２６ｂは、異なる条件のシーケンスとして、渦生成傾斜磁場の印加ありのシーケンスと、渦生成傾斜磁場の印加なしのシーケンスとをそれぞれ実行する。

また、図３及び図４に例示するように、実施例１に係るシーケンス実行部２６ｂは、ＰＲＥＳＳ法を用いたシーケンスを実行する。図３及び図４において、『ＲＦ』は、ＲＦパルスの印加を示す。また、『ＧＸ』、『ＧＹ』、『ＧＺ』は、それぞれ、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に印加される傾斜磁場を示す。また、『Ｅｃｈｏ』は、磁気共鳴信号を示す。

図３及び図４に例示するように、ＰＲＥＳＳ法において、シーケンスは、スライス選択用の３つの傾斜磁場のパルス（符号ｅ、ｆ、及びｇ）と、周波数選択用の３つのＲＦパルス（９０°−１８０°−１８０°）とで構成される。すなわち、符号ｅの傾斜磁場、符号ｆの傾斜磁場、及び符号ｇの傾斜磁場が印加された状態で、９０°−１８０°−１８０°のＲＦパルスが照射されると、スライス面が３回励起され、局所（例えば直方体、立方体など）から放射された磁気共鳴信号（符号ｄ）のみが取得される。

さて、図３に例示するシーケンスは、渦生成傾斜磁場の印加ありのシーケンスである。符号ａの傾斜磁場及び符号ｂの傾斜磁場が、渦生成傾斜磁場である。図３に例示するように、実施例１に係るシーケンス実行部２６ｂは、９０°−１８０°−１８０°のＲＦパルスのうち、３回目のＲＦパルスの前後に渦生成傾斜磁場を印加する。ＲＦパルスの前に印加する渦生成傾斜磁場が符号ａによって示され、ＲＦパルスの後に印加する渦生成傾斜磁場が符号ｂによって示されている。

ここで、シーケンス実行部２６ｂは、符号ａの傾斜磁場の面積と符号ｂの傾斜磁場の面積とが等しくなるように、傾斜磁場を印加する。位相の一致した強度の強い磁気共鳴信号を収集するためには、励起された信号が受ける傾斜磁場波形の面積和が収集タイミングで『０』となる必要がある。１８０°のＲＦパルスの前後で、傾斜磁場の極性は反転する。このため、図３に例示するように、符号ａの傾斜磁場波形の面積と符号ｂの傾斜磁場波形の面積とが等しければ、傾斜磁場波形の面積は『０』になり、磁気共鳴信号の強度は強くなる。なお、符号ｃによって示される部分が、符号ｂの傾斜磁場の立ち下がり時に生成された渦磁場による傾斜磁場の波形の歪みである。

次に、図４に例示するシーケンスは、渦生成傾斜磁場の印加なしのシーケンスである。図４に例示するように、シーケンス実行部２６ｂは、図３に例示したシーケンスと比較して、符号ａの傾斜磁場及び符号ｂの傾斜磁場が印加されないシーケンスを実行する。

差分計算部２６ｃは、シーケンス実行部２６ｂによってシーケンス毎に取得された複数の磁気共鳴信号データについて、磁気共鳴信号データ間の差分を計算する。具体的には、差分計算部２６ｃは、シーケンス毎の磁気共鳴信号データをシーケンス実行部２６ｂから受け取ると、まず、受け取った磁気共鳴信号データそれぞれの位相を計算する。位相の計算は、公知技術を用いればよい。次に、差分計算部２６ｃは、磁気共鳴信号データ間で位相の差分を計算し、計算結果を強度時定数計算部２６ｄに送る。

ここで、実施例１においては、上述したように、渦生成傾斜磁場の印加ありのシーケンスと、渦生成傾斜磁場の印加なしのシーケンスとが実行されている。このため、差分計算部２６ｃがシーケンス実行部２６ｂから受け取った磁気共鳴信号データも、渦生成傾斜磁場の印加ありのシーケンスの実行結果としての磁気共鳴信号データ、及び、渦生成傾斜磁場の印加なしのシーケンスの実行結果としての磁気共鳴信号データである。

そこで、これらの磁気共鳴信号データ間で位相の差分を計算する意味について検討すると、両シーケンスの相違は、渦生成傾斜磁場の印加の有無にある。図３及び図４を用いて説明すると、符号ａの傾斜磁場及び符号ｂの傾斜磁場の印加の有無である。そうであるとすると、両シーケンスにおいて、その他の影響、例えば、測定対象でない渦磁場や振動などの影響は、同様に及んでいるはずであり、磁気共鳴信号の位相に現れる変調にも、同様の影響が及んでいるはずである。したがって、両シーケンスの実行結果としての磁気共鳴信号データ間で位相の差分を計算すれば、同様に及んだ影響、すなわち測定対象でない渦磁場や振動などの影響は、取り除かれるはずである。結局、磁気共鳴信号データ間で位相の差分を計算することにより、測定対象の渦磁場以外を要因とする変調分が差し引かれ、測定対象の渦磁場を要因とする変調分のみが残ることになる。

強度時定数計算部２６ｄは、差分計算部２６ｃによって計算された差分を用いて、渦磁場の補償に用いる測定値を計算する。具体的には、強度時定数計算部２６ｄは、計算結果（測定対象の渦磁場以外を要因とする変調分が差し引かれた位相）を差分計算部２６ｃから受け取ると、受け取った計算結果を用いて、測定対象の渦磁場の強度及び時定数を計算する。なお、渦磁場の強度及び時定数の計算は、公知技術を用いればよい。例えば、強度時定数計算部２６ｄは、計算結果である位相を時間微分することにより測定対象の渦磁場の波形を求め、測定対象の渦磁場の強度を計算する。また、例えば、強度時定数計算部２６ｄは、計算結果である位相を時間微分することにより測定対象の渦磁場の波形を求め、最小二乗法により時定数を計算する。

［渦磁場測定の処理手順］
続いて、図５及び図６を用いて、渦磁場測定の処理手順を説明する。図５は、渦磁場測定の処理手順を示すフローチャートである。渦磁場測定全体の処理手順を示すものであり、操作者による処理手順を含む。

具体的には、図５に例示するように、まず、操作者が、所定の位置にファントムをセットする（ステップＳ１）。ここで、ファントムには、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）の観点から、Ｔ₂緩和時間が長い物質（例えば水など）を使用することが望ましい。

この点について詳細に説明すると、まず、渦磁場の時定数には大きな幅があり、例えば１ｍｓｅｃ〜３ｓｅｃといった幅がある。このため、測定対象の渦磁場の時定数が長く、例えば３ｓｅｃといった場合には、磁気共鳴信号は、５〜６秒ほど保持される信号であることが望ましい。また、渦磁場の時定数や強度を測定する場合、解析対象となる磁気共鳴信号の位相は、横磁化の位相である。このようなことから、Ｔ₂緩和時間が長い物質のファントムを使用することが望ましい。

続いて、操作者は、例えば、ＭＲＩ装置１００の表示部２５に表示された設定画面を参照しながら、測定ボクセル位置の設定（ステップＳ２）や、渦生成傾斜磁場の強度や時間の設定（ステップＳ３）を行う。なお、図５においては図示を省略しているが、操作者は、シム値の設定などを行ってもよい。こうして、渦磁場を測定するための事前設定が完了する。

そして、操作者からシーケンス実行の指示が入力されることで、ＭＲＩ装置１００は、シーケンスを実行し、磁気共鳴信号データを取得する（ステップＳ４）。ここで、ＭＲＩ装置１００は、条件が異なるシーケンスを複数回実行する。このため、ＭＲＩ装置１００は、シーケンスの実行が完了したか否かを判定し（ステップＳ５）、完了していないと判定した場合には（ステップＳ５否定）、再び、ステップＳ１に戻る。一方、完了したと判定した場合には（ステップＳ５肯定）、ＭＲＩ装置１００は、取得したシーケンス毎の磁気共鳴信号データを用いて、渦磁場の強度及び時定数を計算し（ステップＳ６）、処理を終了する。

なお、図５に例示する処理手順は、一例にすぎず、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ファントムのセットや設定値の設定などの順番は、任意に変更することができる。また、例えば、異なる条件のシーケンスを実行するにあたり、ファントムのセットし直しや、測定ボクセル位置の設定し直しが不要な場合などには、適宜、処理手順を省略することができる。

次に、図６を用いて、実施例１に係るシーケンス実行の処理手順を説明する。図６は、実施例１に係るシーケンス実行の処理手順を示すフローチャートである。なお、図５を用いて説明したように、条件が異なるシーケンスを複数回実行する際には、ファントムのセットし直しや、測定ボクセル位置の設定し直しなどが行われる場合もある。このため、ＭＲＩ装置１００は、必ずしも図６に例示する処理手順を一連の処理手順として連続して実行するわけではない。

図６に例示するように、まず、ＭＲＩ装置１００は、所望の渦観測位置で、渦パルスありのシーケンスを実行し、データ（B1_EddyOn）を取得する（ステップＳ１０１）。ここで、「渦観測位置」とは、渦磁場の測定において渦磁場を観測したい位置であり、実施例１においては、測定ボクセル位置に相当する。また、「渦パルスありのシーケンス」とは、渦生成傾斜磁場の印加ありのシーケンスのことであり、図３に例示したシーケンスに相当する。また、「データ」とは、磁気共鳴信号データから計算された位相のことであり、また、時間に関する情報を含むデータである。

次に、ＭＲＩ装置１００は、ステップＳ１０１における渦観測位置と同じ渦観測位置で、渦パルスなしのシーケンスを実行し、データ（B1_EddyOff）を取得する（ステップＳ１０２）。ここで、「渦パルスなしのシーケンス」とは、渦生成傾斜磁場の印加なしのシーケンスのことであり、図４に例示したシーケンスに相当する。

そして、ＭＲＩ装置１００は、両シーケンスで取得されたデータの差分を計算する（ステップＳ１０３）。具体的には、ＭＲＩ装置１００は、データ（B1_EddyOn）−データ（B1_EddyOff）を計算し、計算結果（B1_Posi）を求める。

こうして求められた計算結果は、ＭＲＩ装置１００において、差分計算部２６ｃから強度時定数計算部２６ｄに送られ、強度時定数計算部２６ｄが、公知技術を用いて、測定対象の渦磁場の強度や時定数を計算する。なお、図６に例示する処理手順は、一例にすぎず、本発明はこれに限られるものではない。例えば、Ｓ１０１とＳ１０２との処理手順は、反対であってもよい。

［実施例１の効果］
上述してきたように、実施例１に係るＭＲＩ装置１００は、傾斜磁場に起因する渦磁場を測定対象とするシーケンスを、異なる条件を用いて複数回実行し、シーケンス毎に磁気共鳴信号を取得するシーケンス実行部２６ｂを備える。また、ＭＲＩ装置１００は、シーケンス実行部２６ｂによってシーケンス毎に取得された複数の磁気共鳴信号について、磁気共鳴信号間の差分を計算する差分計算部２６ｃを備える。また、ＭＲＩ装置１００は、差分計算部２６ｃによって計算された差分を用いて、渦磁場の補償に用いる測定値を計算する強度時定数計算部２６ｄを備える。

このようなことから、実施例１によれば、測定対象の渦磁場以外を要因とする変調分が差し引かれ、測定対象の渦磁場を要因とする変調分のみが残る位相を用いて、渦磁場の強度や時定数が計算されることになるので、渦磁場を精度良く測定することが可能になる。

次に、図７及び図８を用いて、実施例２に係るＭＲＩ装置１００を説明する。実施例１に係るＭＲＩ装置１００は、条件が異なるシーケンスとして、渦生成傾斜磁場を印加するシーケンスと、渦生成傾斜磁場を印加しないシーケンスとを実行した。この点、実施例２に係るＭＲＩ装置１００は、渦生成傾斜磁場を印加しないシーケンスに替えて、渦生成傾斜磁場の極性を反転させたシーケンスを実行する。なお、その他については、実施例１に係るＭＲＩ装置１００と同様であるので、以下では、実施例１と同様の点については説明を割愛する。

図７は、実施例２に係るシーケンス実行部２６ｂによって実行されるシーケンスを説明するための図である。実施例２に係るシーケンス実行部２６ｂは、図３に例示したシーケンスと、図７に例示するシーケンスとをそれぞれ実行し、シーケンス毎に磁気共鳴信号データを取得する。

図７に例示するシーケンスは、図３に例示したシーケンスと同様、渦生成傾斜磁場の印加ありのシーケンスであり、符号ａ´の傾斜磁場及び符号ｂ´の傾斜磁場が、渦生成傾斜磁場である。もっとも、図３に例示したシーケンスと比較するとわかるように、符号ａ´の傾斜磁場及び符号ｂ´の傾斜磁場の極性が反転している。

図８は、実施例２に係るシーケンス実行の処理手順を示すフローチャートである。図８に例示するように、まず、ＭＲＩ装置１００は、所望の渦観測位置で、渦パルスありのシーケンスを実行し、データ（B1_Posi）を取得する（ステップＳ２０１）。ここで、「渦パルスありのシーケンス」とは、図３に例示したシーケンスに相当する。

次に、ＭＲＩ装置１００は、ステップＳ２０１における渦観測位置と同じ渦観測位置で、渦生成傾斜磁場の極性を反転させたシーケンスを実行し、データ（B1_Nega）を取得する（ステップＳ２０２）。ここで、「渦生成傾斜磁場の極性を反転させたシーケンス」とは、図７に例示したシーケンスに相当する。

そして、ＭＲＩ装置１００は、両シーケンスで取得されたデータの差分を計算する（ステップＳ２０３）。具体的には、ＭＲＩ装置１００は、データ（B1_Posi）−データ（B1_Nega）を計算し、計算結果（B1_B0in）を求める。

こうして求められた計算結果は、ＭＲＩ装置１００において、差分計算部２６ｃから強度時定数計算部２６ｄに送られ、強度時定数計算部２６ｄが、公知技術を用いて、測定対象の渦磁場の強度や時定数を計算する。なお、渦磁場の強度や時定数を計算する際には、位相の変調分を示す値が２倍になっている点に留意する。また、図８に例示する処理手順は、一例にすぎず、本発明はこれに限られるものではない。例えば、Ｓ２０１とＳ２０２との処理手順は、反対であってもよい。

［実施例２の効果］
上述してきたように、実施例２に係るＭＲＩ装置１００は、渦生成傾斜磁場の極性について正負の条件を変更しながら、シーケンスを実行する。このようなことから、実施例２によれば、測定対象の渦磁場以外を要因とする変調分が差し引かれるのみならず、渦生成傾斜磁場に起因する変調分が強調されることになるため、実施例１と比較して、渦磁場をより精度良く測定することが可能になる。

次に、図９を用いて、実施例３に係るＭＲＩ装置１００を説明する。実施例３に係るＭＲＩ装置１００は、条件が異なるシーケンスとして、磁気共鳴信号を取得する測定ボクセル位置の条件を、所定の位置と磁場中心とに変更しながら実行する。なお、その他については、実施例１に係るＭＲＩ装置１００と同様であるので、以下では、実施例１と同様の点については説明を割愛する。

図９は、実施例３に係るシーケンス実行の処理手順を示すフローチャートである。図９に例示するように、まず、ＭＲＩ装置１００は、所望の渦観測位置で、渦パルスありのシーケンスを実行し、データ（B1_B0in）を取得する（ステップＳ３０１）。ここで、「渦パルスありのシーケンス」とは、図３に例示したシーケンスに相当する。

次に、ＭＲＩ装置１００は、磁場中心で、渦パルスありのシーケンスを実行し、データ（B0）を取得する（ステップＳ３０２）。ここで、「渦パルスありのシーケンス」とは、ステップＳ３０１と同じく、図３に例示したシーケンスに相当する。

そして、ＭＲＩ装置１００は、両シーケンスで取得されたデータの差分を計算する（ステップＳ３０３）。具体的には、ＭＲＩ装置１００は、データ（B1_B0in）−データ（B0）を計算し、計算結果（B1_B0out）を求める。

こうして求められた計算結果は、ＭＲＩ装置１００において、差分計算部２６ｃから強度時定数計算部２６ｄに送られ、強度時定数計算部２６ｄが、公知技術を用いて、測定対象の渦磁場の強度や時定数を計算する。また、図９に例示する処理手順は、一例にすぎず、本発明はこれに限られるものではない。例えば、Ｓ３０１とＳ３０２との処理手順は、反対であってもよい。

［実施例３の効果］
上述してきたように、実施例３に係るＭＲＩ装置１００は、磁気共鳴信号を取得する測定ボクセル位置の条件を所定の位置と磁場中心とに変更しながら、シーケンスを実行する。このようなことから、実施例３によれば、測定対象の渦磁場以外を要因とする変調分が差し引かれるのみならず、０次渦による変調分が差し引かれ、０次渦と１次渦との切り分けが可能となるため、実施例１と比較して、渦磁場をより精度良く測定することが可能になる。

０次渦は、一定値を示す成分であり、空間的な位置によって値が変化しない成分である。一方、１次渦は、傾斜磁場と同様、空間的な位置によって値が変化する成分である。渦磁場補償において、０次渦を補正する手法と１次渦を補正する手法とが異なるため、０次渦と１次渦との成分を切り分けることが重要である。

この点、磁場中心で取得された磁気共鳴信号には、０次渦による変調分しか含まれないと考えられるので、実施例３においては、磁気共鳴信号を取得する測定ボクセル位置の条件を、所定の位置と磁場中心とに変更しながらシーケンスを実行することで、０次渦と１次渦との切り分けを可能とする。

次に、図１０を用いて、実施例４に係るＭＲＩ装置１００を説明する。実施例４に係るＭＲＩ装置１００は、いわば実施例１〜３における処理手順を組合せたものである。すなわち、実施例１〜３に例示した処理手順は、一部又は全部を適宜併用することができ、渦磁場の測定精度を向上させることができる。すなわち、実施例４においては、実施例１〜３における処理手順を全部併用する例を説明するが、本発明はこれに限られるものでもなく、適宜選択的に併用してもよい。

図１０は、実施例４に係るシーケンス実行の処理手順を示すフローチャートである。図１０に例示するように、まず、ＭＲＩ装置１００は、所望の渦観測位置で、渦パルスありのシーケンスを実行し、データ（B1_EddyOn）を取得する（ステップＳ４０１）。ここで、「渦パルスありのシーケンス」とは、図３に例示したシーケンスに相当する。

次に、ＭＲＩ装置１００は、ステップＳ４０１における渦観測位置と同じ渦観測位置で、渦パルスなしのシーケンスを実行し、データ（B1_EddyOff）を取得する（ステップＳ４０２）。ここで、「渦パルスなしのシーケンス」とは、渦生成傾斜磁場の印加なしのシーケンスのことであり、図４に例示したシーケンスに相当する。

そして、ＭＲＩ装置１００は、両シーケンスで取得されたデータの差分を計算する（ステップＳ４０３）。具体的には、ＭＲＩ装置１００は、データ（B1_EddyOn）−データ（B1_EddyOff）を計算し、計算結果（B1_Posi）を求める。

次に、ＭＲＩ装置１００は、ステップＳ４０１における渦観測位置と同じ渦観測位置で、渦生成傾斜磁場の極性を反転させたシーケンスを実行し、データ（B1_Nega）を取得する（ステップＳ４０４）。ここで、「渦生成傾斜磁場の極性を反転させたシーケンス」とは、図７に例示したシーケンスに相当する。

そして、ＭＲＩ装置１００は、取得されたデータの差分を計算する（ステップＳ４０５）。具体的には、ＭＲＩ装置１００は、データ（B1_Posi）−データ（B1_Nega）を計算し、計算結果（B1_B0in）を求める。

次に、ＭＲＩ装置１００は、磁場中心で、渦パルスありのシーケンスを実行し、データ（B0）を取得する（ステップＳ４０６）。ここで、「渦パルスありのシーケンス」とは、ステップＳ４０１と同じく、図３に例示したシーケンスに相当する。

そして、ＭＲＩ装置１００は、取得されたデータの差分を計算する（ステップＳ４０７）。具体的には、ＭＲＩ装置１００は、データ（B1_B0in）−データ（B0）を計算し、計算結果（B1_B0out）を求める。

こうして求められた計算結果は、ＭＲＩ装置１００において、差分計算部２６ｃから強度時定数計算部２６ｄに送られ、強度時定数計算部２６ｄが、公知技術を用いて、測定対象の渦磁場の強度や時定数を計算する。また、図１０に例示する処理手順は、一例にすぎず、本発明はこれに限られるものではない。例えば、まず、全てのシーケンスが実行され（ステップＳ４０１、Ｓ４０２、Ｓ４０４、Ｓ４０６）、その後、それぞれのシーケンスで取得されたデータに基づく計算が行われてもよい。また、シーケンスの実行手順は、任意である。

その他、本発明は、上記実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。

例えば、上記実施例１〜４においては、ＰＲＥＳＳ法を用いたシーケンスを実行する例を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。ＳＥ（Spin Echo）法やＧＲＥ（Gradient Recalled Echo）法など、他の手法を用いたシーケンスを実行する場合にも、本発明を同様に適用することができる。

１００ＭＲＩ装置
２０計算機システム
２１インタフェース部
２２画像再構成部
２３記憶部
２４入力部
２５表示部
２６制御部
２６ａ事前設定受付部
２６ｂシーケンス実行部
２６ｃ差分計算部
２６ｄ強度時定数計算部

Claims

極性を反転する励起パルスの前後に第１傾斜磁場と第２傾斜磁場とをそれぞれ印加し、両傾斜磁場の面積和が略ゼロとなるタイミングで磁気共鳴信号の取得を行うシーケンスと、前記シーケンスとは傾斜磁場の条件が異なるシーケンスとを実行し、シーケンス毎に磁気共鳴信号を取得する取得手段と、
前記取得手段によってシーケンス毎に取得された複数の磁気共鳴信号について、磁気共鳴信号間の差分を計算する差分計算手段と、
前記差分計算手段によって計算された差分を用いて、渦磁場の補償に用いる測定値を計算する測定値計算手段と
を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
前記取得手段は、前記シーケンスとして、前記第１傾斜磁場及び前記第２傾斜磁場を印加するシーケンスと、前記第１傾斜磁場及び前記第２傾斜磁場を印加しないシーケンスとを実行することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記取得手段は、前記第１傾斜磁場及び前記第２傾斜磁場の極性について正負の条件を変更しながらシーケンスを実行することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記取得手段は、磁気共鳴信号を取得する位置の条件を所定の位置と磁場中心とに変更しながらシーケンスを実行することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記取得手段は、傾斜磁場の立ち上がりに起因する渦磁場を打ち消すように、該傾斜磁場に対する調整を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。