JP5718655B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明の実施の形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。

従来、磁気共鳴イメージング装置による撮像法として、スピンエコー系のパルスシーケンスを用いた撮像法がある。スピンエコー系のパルスシーケンスでは、被検体内にある原子核のスピンを励起するためのフリップパルスと、スピンの位相をリフォーカスするためのフロップパルスとが、それぞれ被検体に印加される。

かかるスピンエコー系のシーケンスでは、フリップパルスで励起されていない領域がリフォーカス用のフロップパルスで励起された場合に、フロップパルスにより発生するＦＩＤ（Free Induction Decay：自由誘導減衰）信号によってアーチファクトが生じることが知られている。このアーチファクトは、ＦＩＤアーチファクトと呼ばれる。

一般的に、スピンエコー系のシーケンスでは、このＦＩＤアーチファクトを低減させるために、リフォーカス用のフロップパルスの後に、フロップパルスにより発生するＦＩＤ信号を無信号化するためのスポイラー用傾斜磁場が印加される。

特開２００１−１６１６６２号公報

しかしながら、従来の技術では、ＦＩＤアーチファクトを除去するためには、強度の高いスポイラー用傾斜磁場が必要であった。スポイラー用傾斜磁場の強度が高くなると、エコースペースの短縮が困難になるなどの課題が生じる。そのため、スポイラー用傾斜磁場の強度を大幅に上昇させることなく、ＦＩＤアーチファクトの少ない画像を取得することが求められている。

実施の形態の磁気共鳴イメージング装置は、ＲＦパルス印加部と、傾斜磁場印加部と、制御部と、を備える。ＲＦパルス印加部は、被検体内にある原子核のスピンを励起するためのフリップパルスと、前記スピンの位相をリフォーカスするためのフロップパルスとを被検体に印加する。傾斜磁場印加部は、前記フロップパルスの印加後に前記被検体にスポイラー用傾斜磁場を印加し、前記フロップパルスの印加前にリワインド用傾斜磁場を印加する。制御部は、３次元高速スピンエコー法による撮像を行う場合に、撮像条件の制限を伴わずに、複数のスライスエンコードそれぞれについて前記スポイラー用傾斜磁場及び前記リワインド用傾斜磁場の強度を所定値以上に保持するように前記傾斜磁場印加部を制御するパルスシーケンスを実行する。

図１は、実施例１に係るＭＲＩ装置の構成を示す図である。 図２は、従来のＦＳＥ３Ｄ法により撮像された画像の一例を示す図（１）である。 図３は、従来のＦＳＥ３Ｄ法により撮像された画像の一例を示す図（２）である。 図４は、図３に示した画像に関する生データのうちの異なるスライスエンコードに対応する生データを示す図（１）である。 図５は、図３に示した画像に関する生データのうちの異なるスライスエンコードに対応する生データを示す図（２）である。 図６は、従来のＦＳＥ３Ｄ法で用いられるパルスシーケンスの一例を示す図である。 図７は、従来のＦＳＥ３Ｄ法におけるスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の制御の一例を示す図である。 図８は、実施例１に係るハイブリッドスポイル法におけるスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の制御を示す図である。 図９は、実施例１に係るハイブリッドスポイル法により撮像された画像の一例を示す図（１）である。 図１０は、実施例１に係るハイブリッドスポイル法により撮像された画像の一例を示す図（２）である。 図１１は、実施例１に係るＭＲＩ装置の動作手順を示すフローチャートである。 図１２は、実施例２におけるＭＲＩ装置の動作手順を示すフローチャートである。 図１３は、他の実施形態に係るパルスシーケンスにおけるスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の制御を示す図（１）である。 図１４は、他の実施形態に係るパルスシーケンスにおけるスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の制御を示す図（２）である。 図１５は、他の実施形態に係るパルスシーケンスにおけるスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の制御を示す図（３）である。

以下に、図面に基づいて、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について詳細に説明する。なお、以下に示す実施例では、磁気共鳴イメージング装置をＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置と呼ぶ。

図１は、実施例１に係るＭＲＩ装置の構成を示す図である。図１に示すように、このＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、寝台４、寝台制御部５、送信ＲＦコイル６、送信部７、受信ＲＦコイル８、受信部９、シーケンス制御部１０及び計算機システム２０を備える。

静磁場磁石１は、中空の円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石１としては、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。

傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石１の内側に配置される。この傾斜磁場コイル２は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成されており、これら３つのコイルは、後述する傾斜磁場電源３から個別に電流供給を受けて、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生させる。なお、Ｚ軸方向は、静磁場と同方向とする。傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイル２に電流を供給する。

ここで、傾斜磁場コイル２によって発生するＸ，Ｙ，Ｚ各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス選択用の傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用の傾斜磁場Ｇｅ及びリードアウト用の傾斜磁場Ｇｒにそれぞれ対応する。スライス選択用傾斜磁場Ｇｓは、任意に撮像断面を決めるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の位相を変化させるために利用される。リードアウト用傾斜磁場Ｇｒは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の周波数を変化させるために利用される。

寝台４は、被検体Ｐが載置される天板４ａを備え、後述する寝台制御部５による制御のもと、被検体Ｐが載置された状態で天板４ａを傾斜磁場コイル２の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、この寝台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、制御部２６による制御のもと、寝台４を制御する装置であり、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ＲＦ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、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信ＲＦコイル６に送信する。受信ＲＦコイル８は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、上記の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。この受信ＲＦコイル８は、磁気共鳴信号を受信すると、その磁気共鳴信号を受信部９へ出力する。

受信部９は、受信ＲＦコイル８から出力される磁気共鳴信号に基づいて生データ（磁気共鳴データ）を生成する。この受信部９は、受信ＲＦコイル８から出力される磁気共鳴信号をデジタル変換することによって生データを生成する。この生データには、前述したスライス選択用傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅ及びリードアウト用傾斜磁場Ｇｒによって、位相エンコード（Phase Encode：ＰＥ）方向、リードアウト（Read Out：ＲＯ）方向、スライスエンコード（Slice Encode：ＳＥ）方向の空間周波数の情報が対応付けられてｋ空間に配置される。そして、生データを生成すると、受信部９は、その生データをシーケンス制御部１０へ送信する。

シーケンス制御部１０は、計算機システム２０から送信されるシーケンス実行データに基づいて、傾斜磁場電源３、送信部７及び受信部９を駆動することによって、被検体Ｐのスキャンを実行する。ここで、シーケンス実行データとは、傾斜磁場電源３が傾斜磁場コイル２に供給する電源の強さや電源を供給するタイミング、送信部７が送信ＲＦコイル６に送信するＲＦ信号の強さやＲＦ信号を送信するタイミング、受信部９が磁気共鳴信号を検出するタイミングなど、被検体Ｐのスキャンを実行するための手順を示すパルスシーケンスを定義した情報である。

なお、シーケンス制御部１０は、シーケンス実行データに基づいて傾斜磁場電源３、送信部７及び受信部９を駆動した結果、受信部９から生データが送信されると、その生データを計算機システム２０へ転送する。

計算機システム２０は、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。例えば、計算機システム２０は、ＭＲＩ装置１００が有する各部を駆動することで、被検体Ｐのスキャンや画像再構成などを行う。この計算機システム２０は、インタフェース部２１、画像再構成部２２、記憶部２３、入力部２４、表示部２５及び制御部２６を有する。

インタフェース部２１は、シーケンス制御部１０との間で授受される各種信号の入出力を制御する。例えば、このインタフェース部２１は、シーケンス制御部１０に対してシーケンス実行データを送信し、シーケンス制御部１０から生データを受信する。生データを受信すると、インタフェース部２１は、各生データを被検体Ｐごとに記憶部２３に格納する。

画像再構成部２２は、記憶部２３によって記憶された生データに対して、後処理、すなわちフーリエ変換等の再構成処理を施すことによって、被検体Ｐ内における所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを生成する。記憶部２３は、インタフェース部２１によって受信された生データと、画像再構成部２２によって生成されたスペクトラムデータや画像データなどを、被検体Ｐごとに記憶する。

入力部２４は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。この入力部２４としては、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を適宜に利用可能である。表示部２５は、制御部２６による制御のもと、スペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を表示する。この表示部２５としては、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。

制御部２６は、図示していないＣＰＵやメモリ等を有し、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。この制御部２６は、例えば、入力部２４を介して操作者から入力される撮像条件に基づいて各種のシーケンス実行データを生成し、生成したシーケンス実行データをシーケンス制御部１０に送信することによってスキャンを制御する。また、制御部２６は、スキャンの結果としてシーケンス制御部１０から生データが送られた場合に、その生データに基づいて画像を再構成するよう画像再構成部２２を制御する。

以上、実施例１に係るＭＲＩ装置１００の構成について説明した。このような構成のもと、ＭＲＩ装置１００では、３次元画像を撮像する高速スピンエコー系のパルスシーケンスを用いた３次元高速スピンエコー（Fast Spin Echo 3D：ＦＳＥ３Ｄ）法による撮像を行う場合に、スポイラー用傾斜磁場の強度を大幅に上昇させることなく、ＦＩＤアーチファクトの少ない画像を取得することができるようにしている。

従来、スピンエコー系のシーケンスでは、フリップパルスの励起を受けていない領域がフロップパルスの励起を受けた場合に、ＦＩＤアーチファクトが生じることが知られている。特に、選択領域が厚い３Ｄシーケンスの場合は、ＦＩＤアーチファクトが顕著に発生する。また、ＦＩＤアーチファクトは、磁場不均一性によって生じ、ＲＦパルスの送信ムラが生じやすい高磁場ＭＲＩ（例えば、３Ｔ（テスラ）の磁場を用いたＭＲＩ）で顕著に現れる。

このように、３Ｄシーケンスや高磁場ＭＲＩにおいてＦＩＤアーチファクトが顕著に現れることから、ＦＩＤアーチファクトを除去するためには、強度の強いスポイラー用傾斜磁場が必要になる。しかし、強度の強いスポイラー用磁場を用いると、スライス方向の分解能が制限されたり、エコースペースを短縮することができなくなったりしてしまう。このことから、強度の強いスポイラー用傾斜磁場を印加することなく、ＦＩＤアーチファクトを低減することが望まれていた。

また、ＦＳＥ３Ｄ法では、スライスエンコード方向に複数回のスライスエンコードが実行される。そして、各スライスエンコードでは、被検体に対して、被検体内にある原子核のスピンを励起するためのフリップパルス（９０度パルス）が印加され、その後、スピンの位相をリフォーカスするためのフロップパルス（１８０度パルス）が複数回印加される。また、フロップパルスの印加後には、フロップパルスにより発生するＦＩＤ信号を無信号化するためのスポイラー用傾斜磁場が印加される。さらに、フロップパルスの印加前には、スライスエンコード用の傾斜磁場によるスライスエンコードをキャンセルするためのリワインド用傾斜磁場が印加される。

かかるＦＳＥ３Ｄ法には、例えば、コンスタントフロップスポイル法及びバリアブルフロップスポイル法がある。コンスタントフロップスポイル法は、スライスエンコード量に関わらずスポイラー用傾斜磁場の強度を一定にする方法である。また、バリアブルフロップスポイル法は、スライスエンコード量に連動してスポイラー用傾斜磁場の強度を変動させる方法である。なお、スポイラー用傾斜磁場の強度をゼロにする方法はノースポイル法と呼ばれる。

図２及び３は、従来のＦＳＥ３Ｄ法により撮像された画像の一例を示す図である。図２及び３は、いずれもコンスタントフロップスポイル法により撮像された角ファントムの画像であり、図３は、フリップパルスを印加せずに撮像した場合の画像を示している。図２に示すように、コンスタントフロップスポイル法により撮像された画像には、ＦＩＤアーチファクトＡが生じる場合がある。また、図３に示すように、フリップパルスを印加せずに撮像した画像では、ＦＩＤアーチファクトＡのみが描出される。図２に示す画像には、図３の画像に対応するＦＩＤアーチファクトＡが生じる。なお、バリアブルフロップスポイル法により撮像された画像にも同様にＦＩＤアーチファクトが生じる場合がある。

図４及び５は、図３に示した画像に関する生データのうちの異なるスライスエンコードに対応する生データを示す図である。図４及び５に示す生データは、コンスタントフロップスポイラー法により収集されたものである。つまり、図４に示す生データと図５に示す生データとでは、収集時に印加されたスポイラー用傾斜磁場の強度は同じであるが、リワインド用傾斜磁場の強度が異なっている。

具体的には、図４に示す生データは、リワインド用傾斜磁場をゼロとしたスライスエンコードのものであり、アーチファクトＡが生じている。また、図５に示す生データは、リワインド用傾斜磁場を所定の強度として収集されたものである。つまり、ＦＩＤアーチファクトが生じるか否かは、スポイラー用傾斜磁場の強度だけではなく、リワインド用傾斜磁場の強度にも依存する。

図６は、従来のＦＳＥ３Ｄ法で用いられるパルスシーケンスの一例を示す図である。図６は、あるスライスエンコードに対応するパルスシーケンスを示している。図６に示すパルスシーケンスでは、最初のフロップパルスｆｌｏ１以降のパルスシーケンスを示している。なお、図６では、簡便化のため、最初に印加されるフリップパルス、リードアウト用の傾斜磁場、位相エンコード用の傾斜磁場、スライス選択用の傾斜磁場については図示を省略している。

図６に示すように、あるスライスエンコードに対応するパルスシーケンスにおいて、スライスエンコード方向にスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場が印加される。ここで、最初のフロップパルスｆｌｏ１に対するスポイラー用傾斜磁場の強度をＧｓｓ１、リワインド用傾斜磁場の強度をＧｓｒ１とする。また、ｉ番目のフロップパルスｆｌｏｉに対するスポイラー用傾斜磁場の強度をＧｓｓｉ、リワインド用傾斜磁場の強度をＧｓｒｉとすると、Ｇｓｓｉ＝Ｇｓｓ１，Ｇｓｒｉ＝Ｇｓｒ１である。また、ｉ番目のエコー時刻（エコー中心）での傾斜磁場のディフェーズ量をＧｓｄｉとすると、位相エンコード用傾斜磁場の印加時間は１として省略した場合に、Ｇｓｄ１＝Ｇｓｓ１である。

そして、ＦＩＤアーチファクトの成分がフロップパルスによって反転されると考えた場合には、Ｇｓｄ２＝−（Ｇｓｓ１＋Ｇｓｒ１）＋Ｇｓｓ１＝−Ｇｓｒ１，Ｇｓｄ３＝Ｇｓｓ１となる。すなわち、ディフェーズ量は、図６に示すように、Ｇｓｓ１，−Ｇｓｒ１，Ｇｓｓ１，−Ｇｓｒ１・・・と繰り返される。このことから、Ｇｓｓ１又はＧｓｒ１がゼロになった場合に、ＦＩＤアーチファクトがリフェーズされて、強い強度を持つことになる。

例えば、２Ｄシーケンスのように、Ｇｓｓ１＝Ｇｓｒ１である場合には、ディフェーズ量はＧｓｓ１，−Ｇｓｓ１，Ｇｓｓ１，−Ｇｓｓ１・・・と繰り返されるので、ＦＩＤアーチファクトはスポイラー用傾斜磁場の強度にのみ依存することになる。しかし、３Ｄシーケンスでは、一般的にＧｓｓ１とＧｓｒ１は異なる。したがって、３Ｄシーケンスでは、Ｇｓｓ１及びＧｓｒ１は、それぞれ所定値以上の強度を持つことが望ましい。ここで、所定値は、ゼロでない値である。

図７は、従来のＦＳＥ３Ｄ法におけるスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の制御の一例を示す図である。図７における縦軸は傾斜磁場の強度を示しており、横軸はスライスエンコードを示している。なお、図７において、縦軸に示す傾斜磁場強度は、スポイラー用傾斜磁場の強度をゼロとした場合のスライスエンコード用傾斜磁場の最大強度を基準にし、そのスライスエンコード用傾斜磁場の最大強度に対する割合（％）で示している。ここで、スライスエンコード用傾斜磁場の最大強度は、撮像に際して設定される撮像条件に応じて決められる。

図７において、最も細い実線（ＮｏＳｐｏｉｌ）は、ノースポイル法におけるスライスエンコード用傾斜磁場の強度を示しており、最も細い点線（ＮｏＲｅｗｉｎｄ）は、ノースポイル法におけるリワインド用傾斜磁場の強度を示している。また、２番目に細い実線（ＶｓｐＳｐ）は、バリアブルフロップスポイル法におけるスポイラー用傾斜磁場の強度を示しており、２番目に細い点線（ＶｓｐＲｅｗ）は、バリアブルフロップスポイル法におけるリワインド用傾斜磁場の強度を示している。また、最も太い実線（ＣｓｐＳｐ）は、コンスタントフロップスポイル法におけるスポイラー用傾斜磁場の強度を示しており、最も太い点線（ＣｓｐＲｅｗ）は、コンスタントフロップスポイル法におけるリワインド用傾斜磁場の強度を示している。

なお、図７に示す例では、バリアブルフロップスポイル法及びコンスタントフロップスポイル法におけるスポイラー用傾斜磁場の最大強度は、例えば、ノースポイル法におけるスライスエンコード用傾斜磁場の最大強度の１６０％としている。

図７に示すように、バリアブルフロップスポイル法では、スポイラー用傾斜磁場の強度及びリワインド用傾斜磁場の強度がそれぞれ一度ゼロになる。また、コンスタントフロップスポイル法では、リワインド用傾斜磁場の強度が２度ゼロになる。

ここで、バリアブルフロップスポイル法あるいはコンスタントフロップスポイル法において、スポイラー用傾斜磁場の強度及びリワインド用傾斜磁場の強度がともにゼロにならないようにするためには、スポイラー用傾斜磁場の最大強度がノースポイル法におけるスライスエンコード用傾斜磁場の最大強度の２００％以上にする必要がある。

しかし、前述したように、スポイラー用傾斜磁場の強度を高くすることは、スライス方向の分解能の制限を受けたり、エコースペースを短縮できないというパルスシーケンスの制約になったりする。これらの事象を回避するため、実施例１に係るＭＲＩ装置１００では、制御部２６が、ＦＳＥ３Ｄ法による撮像を行う場合に、複数のスライスエンコードそれぞれについてスポイラー用傾斜磁場の強度及びリワインド用傾斜磁場の強度をそれぞれ所定値以上に保持するように傾斜磁場コイル２を制御する。

例えば、制御部２６は、ノースポイル法とコンスタントフロップスポイル法とを組み合わせたハイブリッドスポイル法により被検体Ｐのスキャンを行うことで、スポイラー用傾斜磁場の強度及びリワインド用傾斜磁場の強度をそれぞれ所定値以上に保持する。具体的には、制御部２６が、ハイブリッドスポイル法によるスキャンの手順を定義したシーケンス実行データを生成し、そのシーケンス実行データをシーケンス制御部１０に送信することで、ハイブリッドスポイル法によるスキャンを実行させる。

図８は、実施例１に係るハイブリッドスポイル法におけるスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の制御を示す図である。図８は、図６に示したノースポイル法におけるスライスエンコード用傾斜磁場の強度（ＮｏＳｐｏｉｌ）及びリワインド用傾斜磁場の強度（ＮｏＲｅｗｉｎｄ）、コンスタントフロップスポイル法におけるスポイラー用傾斜磁場の強度（ＣｓｐＳｐ）及びコンスタントフロップスポイル法におけるリワインド用傾斜磁場の強度（ＣｓｐＲｅｗ）の一部を示している。

図８に示すように、制御部２６は、ＦＳＥ３Ｄ法による撮像を行う場合に、ノースポイル法におけるスライスエンコード用傾斜磁場の強度（ＮｏＳｐｏｉｌ）とコンスタントフロップスポイル法におけるリワインド用傾斜磁場の強度（ＣｓｐＲｅｗ）とが一致するスライスエンコードにおいて、ノースポイル法のパルスシーケンスとコンスタントフロップスポイル法のパルスシーケンスとが切り換えられるように、シーケンス実行データを生成する。

そして、制御部２６は、生成したハイブリッドスポイル法のシーケンス実行データをシーケンス制御部１０に送信する。このシーケンス実行データを受信したシーケンス制御部１０は、シーケンス実行データに基づいて傾斜磁場電源３、送信部７及び受信部９を駆動する。これにより、送信ＲＦコイル６が、被検体Ｐ内にある原子核のスピンを励起するためのフリップパルスと、スピンの位相をリフォーカスするためのフロップパルスとを被検体Ｐに印加する。また、傾斜磁場コイル２が、フロップパルスの印加後に被検体Ｐにスポイラー用傾斜磁場を印加し、フロップパルスの印加前にリワインド用傾斜磁場を印加する。このとき、傾斜磁場コイル２は、複数のスライスエンコードそれぞれについてスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の強度を所定値以上に保持するように制御される。

すなわち、図８に示すように、ノースポイル法におけるスライスエンコード用傾斜磁場の強度（ＮｏＳｐｏｉｌ）とコンスタントフロップスポイル法におけるリワインド用傾斜磁場の強度（ＣｓｐＲｅｗ）が一致するスライスエンコードまではノースポイル法によるスキャンが行われ、その後は、コンスタントフロップスポイル法によるスキャンが行われる。その後、ノースポイル法におけるスライスエンコード用傾斜磁場の強度（ＮｏＳｐｏｉｌ）とコンスタントフロップスポイル法におけるリワインド用傾斜磁場の強度（ＣｓｐＲｅｗ）が再び一致するスライスエンコードまではコンスタントフロップスポイル法によるスキャンが行われ、その後は、ノースポイル法によるスキャンが行われる。

これにより、どの位置のスライスエンコードにおいても、スポイラー用傾斜磁場の強度及びリワインド用傾斜磁場の強度がともに所定値以上を維持することが可能になる。

図９及び１０は、実施例１に係るハイブリッドスポイル法により撮像された画像の一例を示す図である。図９及び１０は、いずれも実施例１に係るハイブリッドスポイル法により撮像された角ファントムの画像であり、図９は、フリップパルスを印加せずに撮像した場合の画像を示している。図９に示すように、実施例１に係るハイブリッドスポイル法により撮像された画像では、図２及び３に示した画像に描出されていたＦＩＤアーチファクトＡが除去される。

なお、制御部２６は、ＦＳＥ３Ｄ法による撮像において、スポイラー用傾斜磁場又はリワインド用傾斜磁場の最大強度がスライスエンコード用傾斜磁場の最大強度の２００％未満である場合に、複数のスライスエンコードそれぞれについてスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の強度を所定値以上に保持するように傾斜磁場コイル２を制御するパルスシーケンスを実行するようにしてもよい。

次に、実施例１に係るＭＲＩ装置１００の動作手順について説明する。図１１は、実施例１に係るＭＲＩ装置１００の動作手順を示すフローチャートである。

図１１に示すように、実施例１に係るＭＲＩ装置１００では、制御部２６が、操作者からＦＳＥ３Ｄ法によるスキャンの開始指示を受け付けた場合に（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、ノースポイル法とコンスタントフロップスポイル法とを組み合わせたハイブリッドスポイル法のシーケンス実行データを生成する（ステップＳ１０２）。

続いて、シーケンス制御部１０が、制御部２６によって生成されたシーケンス実行データに基づいて傾斜磁場電源３、送信部７及び受信部９を駆動することによって、データ収集を実施する（ステップＳ１０３）。

その後、画像再構成部２２が、収集された生データから画像を再構成する（ステップＳ１０４）。そして、制御部２６が、画像再構成部２２によって再構成された画像を表示部２５に表示させる（ステップＳ１０５）。

上述したように、実施例１では、送信ＲＦコイル６が、被検体Ｐ内にある原子核のスピンを励起するためのフリップパルスと、スピンの位相をリフォーカスするためのフロップパルスとを被検体Ｐに印加する。また、傾斜磁場コイル２が、フロップパルスの印加後に被検体Ｐにスポイラー用傾斜磁場を印加し、フロップパルスの印加前にリワインド用傾斜磁場を印加する。また、制御部２６が、ＦＳＥ３Ｄ法による撮像を行う場合に、複数のスライスエンコードそれぞれについてスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の強度を所定値以上に保持するように傾斜磁場コイル２を制御するパルスシーケンスを実行する。そして、画像再構成部２２が、パルスシーケンスを実行することにより収集された生データから画像を再構成する。したがって、実施例１によれば、スポイラー傾斜磁場の強度を大幅に上昇させることなく、ＦＩＤアーチファクトの少ない画像を取得することができる。また、スポイラー傾斜磁場の強度を大幅に上昇させる必要がないので、エコースペースを短縮することができる。また、エコースペースを変えない場合には、より薄いスライス厚の画像を取得することができる。

また、実施例１では、制御部２６が、スポイラー用傾斜磁場の強度をゼロにした場合のスライスエンコード用傾斜磁場の強度とスポイラー用傾斜磁場の強度を一定にした場合のリワインド用傾斜磁場の強度とが一致するスライスエンコードにおいてノースポイル法とコンスタントフロップスポイラー法とを切り換えるスキャンを実行することで、スポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の強度を所定値以上に保持する。したがって、実施例１によれば、既存の撮像法を利用して、ＦＩＤアーチファクトの少ない画像を容易に取得することができる。

実施例２では、ＭＲＩ装置が、フリップパルスを印加せずに磁気共鳴データを収集するプレスキャンを実行し、実施例１で説明したハイブリッドスポイル法により収集された生データからプレスキャンにより収集された生データを差し引くことで、ＦＩＤアーチファクトをより低減させる場合について説明する。

なお、実施例２に係るＭＲＩ装置の構成は、図１に示したものと同じであるので、ここでは実施例２におけるＭＲＩ装置の動作手順について説明する。図１２は、実施例２におけるＭＲＩ装置１００の動作手順を示すフローチャートである。

図１２に示すように、実施例２におけるＭＲＩ装置１００では、制御部２６が、操作者からプレスキャンの開始指示を受け付けた場合に（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）、ＦＳＥ３Ｄ法のパルスシーケンスにおけるスポイラー用傾斜磁場又はリワインド用傾斜磁場の強度が最小となるスライスエンコードのデータをフリップパルスを印加せずに収集するためのシーケンス実行データを生成する（ステップＳ２０２）。

続いて、シーケンス制御部１０が、制御部２６によって生成されたシーケンス実行データに基づいて傾斜磁場電源３、送信部７及び受信部９を駆動することによって、データ収集を実施する（ステップＳ２０３）。

このように、スポイラー用傾斜磁場又はリワインド用傾斜磁場の強度が最小となるスライスエンコードの生データをフリップパルスを印加せずに収集することで、フロップパルスにより発生したＦＩＤ信号の成分を最も多く含む生データが収集される。

その後、制御部２６は、操作者からＦＳＥ３Ｄ法によるスキャンの開始指示を受け付けた場合に（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、ノースポイル法とコンスタントフロップスポイル法とを組み合わせたハイブリッドスポイル法のシーケンス実行データを生成する（ステップＳ２０５）。

続いて、シーケンス制御部１０が、制御部２６によって生成されたシーケンス実行データに基づいて傾斜磁場電源３、送信部７及び受信部９を駆動することによって、データ収集を実施する（ステップＳ２０６）。

その後、画像再構成部２２が、ハイブリッドスポイル法による本スキャンで収集された生データからプレスキャンにより収集された生データを減算する減算処理を行い（ステップＳ２０７）、減算処理により得られたデータから画像を再構成する（ステップＳ２０８）。

このように、ハイブリッドスポイル法による本スキャンで収集された生データからプレスキャンにより収集された生データを減算することで、スポイラー用傾斜磁場又はリワインド用傾斜磁場の強度が最小となるスライスエンコードについて、本スキャンで収集された生データからＦＩＤアーチファクトの原因となるＦＩＤ信号の成分が除去される。したがって、ＦＩＤアーチファクトがより少ない画像が得られる。

そして、制御部２６が、画像再構成部２２によって再構成された画像を表示部２５に表示させる（ステップＳ２０９）。

上述したように、実施例２では、制御部２６が、ＦＳＥ３Ｄ法のパルスシーケンスにおけるスポイラー用傾斜磁場又はリワインド用傾斜磁場の強度が最小となるスライスエンコードの磁気共鳴データをフリップパルスを印加せずに収集するプレスキャンを実行する。また、画像再構成部２２が、ＦＳＥ３Ｄ法のパルスシーケンスにより収集された生データからプレスキャンにより収集された生データを減算する減算処理を行い、その減算処理により得られたデータから画像を再構成する。したがって、実施例２によれば、ＦＩＤアーチファクトがより少ない画像を得ることができる。

なお、実施例２で説明した、フリップパルスを印加しないプレスキャンにより収集された生データをＦＳＥ３Ｄ法により収集された生データから差し引く方法は、必ずしも、実施例１で説明したハイブリッドスポイル法と組み合わせて実施する必要はない。例えば、実施例２で説明した方法は、コンスタントフロップスポイル法又はバリアブルフロップスポイル法と組み合わせて実施することもできる。または、２次元スピンエコー法や２次元高速スピンエコー法などと組み合わせて実施することもできる。

また実施例２では、プリスキャンにおいて、フリップパルスを印加せずにデータを収集する場合について説明した。この他にも、例えば、プリスキャンにおいて、フリップパルスの印加後に傾斜磁場のチューン量をずらすことで、ｋ空間の中心付近に対応するデータを収集してもよい。また、例えば、プリスキャンにおいて、フリップパルスの印加後に傾斜磁場のチューン量をずらすことで、スポイラー用傾斜磁場又はリワインド用傾斜磁場の強度が小さいスライスエンコードのデータを収集してもよい。

なお、上記実施例１及び２では、ノースポイル法とコンスタントフロップスポイル法とを組み合わせたハイブリッドスポイル法のパルスシーケンスを用いた場合について説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。すなわち、複数のスライスエンコードそれぞれについてスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の強度を所定値以上に保持することが可能なパルスシーケンスであれば、他のパルスシーケンスを用いることも可能である。

図１３〜１５は、他の実施形態に係るパルスシーケンスにおけるスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の制御を示す図である。図１３〜１５は、いずれも、ＦＳＥ３Ｄ法で用いられるスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場を示している。図１３〜１５において、縦軸は傾斜磁場の強度を示しており、横軸はスライスエンコードを示している。また、実線（Ｓｐｏｉｌ）はスポイラー用傾斜磁場の強度を示しており、点線（Ｒｅｗｉｎｄ）はリワインド用傾斜磁場の強度を示している。なお、縦軸に示す傾斜磁場強度は、スライスエンコード用傾斜磁場の最大強度に対する割合（％）で示している。このスライスエンコード用傾斜磁場の最大強度は、撮像に際して設定される撮像条件に応じて決められる。また、横軸に示すＯは、磁気共鳴データが配置されるｋ空間の中心に対応するスライスエンコードを示している。

例えば、制御部２６は、図１３に示すように、複数のスライスエンコードそれぞれについてスポイラー用傾斜磁場の強度が一定になるように傾斜磁場コイル２を制御するパルスシーケンスを実行してもよい。なお、この場合には、例えば、制御部２６は、図１３に示すように、ｋ空間の中心からスライスエンコード方向に離れるにつれてリワインド用傾斜磁場の強度が徐々に弱くなるようなパルスシーケンスを実行してもよい。

また、例えば、制御部２６は、図１４に示すように、複数のスライスエンコードのうち、磁気共鳴データが配置されるｋ空間の中心に対応するスライスエンコードについては、スポイラー用傾斜磁場の強度及びリワインド用傾斜磁場の強度が最大となるようなパルスシーケンスを実行してもよい。この場合には、例えば、制御部２６は、図１４に示すように、ｋ空間の中心に対応するスライスエンコードについては、スポイラー用傾斜磁場の強度及びリワインド用傾斜磁場の強度が等しくなり、ｋ空間の中心に対応するスライスエンコード以外については、スポイラー用傾斜磁場の強度がリワインド用傾斜磁場の強度より大きくなるように傾斜磁場コイル２を制御するパルスシーケンスを実行してもよい。

なお、この場合には、例えば、制御部２６は、図１４に示すように、ｋ空間の中心を含む所定の範囲内では、ｋ空間の中心から離れるにつれてスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の強度が徐々に弱くなり、当該所定の範囲外では、ｋ空間の中心から離れるにつれてスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の強度が徐々に強くなるようなパルスシーケンスを実行してもよい。

また、例えば、制御部２６は、図１５に示すように、図１４に示したパルスシーケンスにおいて、ｋ空間の端部に近い所定の範囲内では、ｋ空間の中心から離れるにつれて、スポイラー用傾斜磁場及の強度が徐々に弱くなり、かつ、リワインド用傾斜磁場の強度が徐々に強くなるようなパルスシーケンスを実行してもよい。

なお、図１３〜１５に示した各パルスシーケンスでは、いずれの例においても、複数のスライスエンコードそれぞれについてスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の強度が所定値（≠０）以上に保持される。このように、実施形態に係るＭＲＩ装置では、複数のスライスエンコードそれぞれについてスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の強度を所定値以上に保持することが可能なパルスシーケンスであれば、各種のパルスシーケンスを用いることが可能である。

また、上記実施例では、スライスエンコード方向にスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場を印加する場合について説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、位相エンコード方向にスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場を印加する場合でも、同様の実施形態が実現可能である。この場合には、例えば、図１に示した制御部２６が、複数の位相エンコードそれぞれについてスポイラー用傾斜磁場及びリワインド用傾斜磁場の強度を所定値以上に保持するように傾斜磁場コイル２を制御するパルスシーケンスを実行する。

１００ ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）
１ 静磁場磁石
２ 傾斜磁場コイル
６ 送信ＲＦコイル
８ 受信ＲＦコイル
２０ 計算機システム
２２ 画像再構成部
２６ 制御部

Claims (7)

1. 被検体内にある原子核のスピンを励起するためのフリップパルスと、前記スピンの位相をリフォーカスするためのフロップパルスとを被検体に印加するＲＦパルス印加部と、
   前記フロップパルスの印加後に前記被検体にスポイラー用傾斜磁場を印加し、前記フロップパルスの印加前にリワインド用傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
   ３次元高速スピンエコー法による撮像を行う場合に、撮像条件の制限を伴わずに、複数のスライスエンコードそれぞれについて前記スポイラー用傾斜磁場及び前記リワインド用傾斜磁場の強度を所定値以上に保持するように前記傾斜磁場印加部を制御するパルスシーケンスを実行する制御部と、
   を備える、磁気共鳴イメージング装置。
2. 被検体内にある原子核のスピンを励起するためのフリップパルスと、前記スピンの位相をリフォーカスするためのフロップパルスとを被検体に印加するＲＦパルス印加部と、
   前記フロップパルスの印加後に前記被検体にスポイラー用傾斜磁場を印加し、前記フロップパルスの印加前にリワインド用傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
   ３次元高速スピンエコー法による撮像を行う場合に、複数のスライスエンコードそれぞれについて前記スポイラー用傾斜磁場及び前記リワインド用傾斜磁場の強度を所定値以上に保持するように前記傾斜磁場印加部を制御するパルスシーケンスを実行する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記スポイラー用傾斜磁場又は前記リワインド用傾斜磁場の最大強度がスライスエンコード用傾斜磁場の最大強度の２００％未満である場合に、複数のスライスエンコードそれぞれについて前記スポイラー用傾斜磁場及び前記リワインド用傾斜磁場の強度を所定値以上に保持するように前記傾斜磁場印加部を制御する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。
3. 被検体内にある原子核のスピンを励起するためのフリップパルスと、前記スピンの位相をリフォーカスするためのフロップパルスとを被検体に印加するＲＦパルス印加部と、
   前記フロップパルスの印加後に前記被検体にスポイラー用傾斜磁場を印加し、前記フロップパルスの印加前にリワインド用傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
   ３次元高速スピンエコー法による撮像を行う場合に、複数のスライスエンコードそれぞれについて前記スポイラー用傾斜磁場及び前記リワインド用傾斜磁場の強度を所定値以上に保持するように前記傾斜磁場印加部を制御するパルスシーケンスを実行する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記複数のスライスエンコードのうち、前記パルスシーケンスを実行することにより収集された磁気共鳴データが配置されるｋ空間の中心に対応するスライスエンコードについては、前記スポイラー用傾斜磁場の強度及び前記リワインド用傾斜磁場の強度が最大となるように前記傾斜磁場印加部を制御する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。
4. 被検体内にある原子核のスピンを励起するためのフリップパルスと、前記スピンの位相をリフォーカスするためのフロップパルスとを被検体に印加するＲＦパルス印加部と、
   前記フロップパルスの印加後に前記被検体にスポイラー用傾斜磁場を印加し、前記フロップパルスの印加前にリワインド用傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
   ３次元高速スピンエコー法による撮像を行う場合に、複数のスライスエンコードそれぞれについて前記スポイラー用傾斜磁場及び前記リワインド用傾斜磁場の強度を所定値以上に保持するように前記傾斜磁場印加部を制御するパルスシーケンスを実行する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記パルスシーケンスを実行することにより収集された磁気共鳴データが配置されるｋ空間の中心に対応するスライスエンコードについては、前記スポイラー用傾斜磁場の強度及び前記リワインド用傾斜磁場の強度が等しくなり、前記ｋ空間の中心に対応するスライスエンコード以外については、前記スポイラー用傾斜磁場の強度が前記リワインド用傾斜磁場の強度より大きくなるように前記傾斜磁場印加部を制御する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。
5. 前記制御部は、前記複数のスライスエンコードそれぞれについて前記スポイラー用傾斜磁場の強度が一定になるように前記傾斜磁場印加部を制御するパルスシーケンスを実行する、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 被検体内にある原子核のスピンを励起するためのフリップパルスと、前記スピンの位相をリフォーカスするためのフロップパルスとを被検体に印加するＲＦパルス印加部と、
   前記フロップパルスの印加後に前記被検体にスポイラー用傾斜磁場を印加し、前記フロップパルスの印加前にリワインド用傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
   ３次元高速スピンエコー法による撮像を行う場合に、前記傾斜磁場印加部を制御するパルスシーケンスを実行する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記スポイラー用傾斜磁場の強度をゼロにした場合のスライスエンコード用傾斜磁場の強度と前記スポイラー用傾斜磁場の強度を一定にした場合のリワインド用傾斜磁場の強度とが一致するスライスエンコードにおいて前記スポイラー用傾斜磁場の強度をゼロにした撮像法と前記スポイラー用傾斜磁場の強度を一定にした撮像法とを切り換える、磁気共鳴イメージング装置。
7. 被検体内にある原子核のスピンを励起するためのフリップパルスと、前記スピンの位相をリフォーカスするためのフロップパルスとを被検体に印加するＲＦパルス印加部と、
   前記フロップパルスの印加後に前記被検体にスポイラー用傾斜磁場を印加し、前記フロップパルスの印加前にリワインド用傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
   ３次元高速スピンエコー法による撮像を行う場合に、複数のスライスエンコードそれぞれについて前記スポイラー用傾斜磁場及び前記リワインド用傾斜磁場の強度を所定値以上に保持するように前記傾斜磁場印加部を制御するパルスシーケンスを実行する制御部と、
   前記パルスシーケンスを実行することにより収集された磁気共鳴データから画像を再構成する画像再構成部と
   を備え、
   前記制御部は、前記３次元高速スピンエコー法のパルスシーケンスにおける前記スポイラー用傾斜磁場又は前記リワインド用傾斜磁場の強度が最小となるスライスエンコードの磁気共鳴データを前記フリップパルスを印加せずに収集するプレスキャンを実行するよう制御し、
   前記画像再構成部は、前記３次元高速スピンエコー法のパルスシーケンスにより収集された磁気共鳴データから前記プレスキャンにより収集された磁気共鳴データを減算する減算処理を行い、該減算処理により得られたデータから画像を再構成する、
   磁気共鳴イメージング装置。

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