JP6001371B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング（以下、「ＭＲＩ」という）技術に関し、特に、本撮像に先立ち、画像に表れるアーチファクトを低減することを目的とし、そのアーチファクトの原因となる領域の信号を抑制するために印加するプリサチュレーションパルス（以下、「プリサチ」という）の設定支援技術に関する。

磁気共鳴イメージングは、被検体に照射した高周波励起パルス（励起用ＲＦパルス）により発生する磁気共鳴信号（エコー信号）から所望の断層の画像を得る技術である。被検体に均一な静磁場を作用させた状態で、特定の基本周波数を持った励起用ＲＦパルスの照射を、撮像部位を特定する１軸方向のスライス選択傾斜磁場の印加とともに行い、画像を得る断層を決定する。そして、エコー信号に、スライス方向に互いに直交する２軸方向（位相方向、周波数方向）の傾斜磁場を印加して、２次元的な位置情報を付与して計測し、得られたエコー信号を再構成することにより、欲しい断層の画像データを得る。

通常、２次元的な位置情報を付与する傾斜磁場を、それぞれ位相エンコード傾斜磁場、周波数エンコード傾斜磁場と称する。これらのＲＦパルス、傾斜磁場を一定の規則に従って時系列に並べたパルス列をシーケンスと呼ぶ。

磁気共鳴イメージングにおいて、画像にアーチファクト（偽像）が発生することがある。アーチファクトには、撮像時に撮像対象が動くこと（体動）による体動アーチファクト、撮像対象が位相方向で撮像野よりも大きい場合や、３Ｄ撮像時にスライス方向にプロファイルが劣化した場合に生じる折り返しアーチファクト、磁場が不均一な領域に撮像対象があり、そこに体動アーチファクトなどを抑制するプリパルスを印加することにより発生する輝点アーチファクト、撮像スライスに対して血液が垂直に流入する腹部アキシャル撮像などで発生するフローアーチファクト、等がある。

例えば、折り返しアーチファクトの発生を抑制するため、位相エンコード数を増やして大きな撮像野で撮像し、表示はユーザが設定した撮像野で行うといった技術がある。ただし、この技術は位相エンコード数や撮像野の大きさを調整することにより行うものであるため、体軸方向を位相方向にとる場合など、折り返し領域が大きい場合、エンコード数が増大し、撮像時間が大幅に長くなる。

これに対して、画像に表れるアーチファクトを低減するため、アーチファクトの原因となる領域の信号を抑制するためのプリサチを印加する技術がある。ただし、低減する対象のアーチファクトは、折り返しアーチファクト、磁場不均一に起因するもの、フローアーチファクトなど様々であり、抑制する対象のアーチファクトによって、印加位置、印加幅は異なる。

中には、複数断面にプリサチの印加が必要な場合もある。複数断面のプリサチを別々に印加すると、撮像時間が長くなる。これを解決するため、プリサチを、少なくとも２つの基本周波数成分を有する励起パルスの合成パルスとすることにより、１回で複数断面に同時に印加する技術がある（例えば、特許文献１参照）。これにより、複数断面にプリサチを別々に印加する場合に比べ、総撮像時間を短くすることができる。

ところで、プリサチの印加位置、印加幅の設定は、撮像毎にユーザが行う。従って、手間がかかるとともに、ユーザの熟練度により設定精度に差が生じる。これを解決する技術として、折り返しアーチファクトを抑制するプリサチの印加位置の設定を支援する技術がある（例えば、特許文献２および特許文献３参照）。支援技術には、例えば、折り返しアーチファクト発生位置を推測して位置決め画像上へ表示し、ユーザに知らせるものや、折り返しやアーチファクトが発生する領域に自動的にプリサチを設定するものがある。

特開２００２−３６０５３９号公報 特開２００８−３０１９５８号公報 特開２０１１−１４３２３６号公報

しかしながら、上記の特許文献２、３に開示の技術は、適用範囲が限定されている。また、設定支援で前提とされているプリサチの印加断面は１断面である。従って、複数断面にプリサチが必要な場合、プリサチを印加する断面数、自動設定を繰り返す必要があり、設定に時間がかかる。また、設定に位置決め画像を用いるため、被検体毎に設定が必要となり、撮像条件が同じ撮像であっても、被検体毎に設定が必要となる。医療機関が有するＭＲＩ装置を有効活用できない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、複数の異なる断面にプリサチを印加する場合であっても、ユーザの習熟度によらず、効率的に高画質の画像を得る技術を提供することを目的とする。

本発明は、磁気共鳴イメージング装置を用いた複数の異なる断面に同時にプリサチ（複数断面同時励起プリサチ）を印加する撮像において、撮像条件に応じて、前記プリサチの位置決めに必要な算出情報を保持し、当該プリサチの印加領域を自動的に算出し、設定する。算出には、ユーザにより設定される撮像条件と、前記算出情報とを用いる。印加領域の決定は、算出される印加領域は、印加位置および印加幅により特定されるため、位置決め画像を用いない。つまり、位置決め撮像中にプリサチの設定を行うことが可能である。

本発明によれば、複数の異なる断面にプリサチを印加する場合であっても、ユーザの習熟度によらず、効率的に高画質の画像を得ることができる。

本発明の実施形態のＭＲＩ装置の全体構成を説明するための構成図である。 本発明の実施形態の制御処理系の機能ブロック図である。 本発明の実施形態の撮像処理のフローチャートである。 本発明の実施形態の撮像パラメータ設定画面を説明するための説明図である。 本発明の実施形態のフローアーチファクト抑制プリサチの自動設定手法を説明するための説明図である。 本発明の実施形態の磁場不均一起因アーチファクト抑制プリサチの自動設定手法を説明するための説明図である。 本発明の実施形態の磁場不均一起因アーチファクト抑制プリサチの自動設定手法を説明するための説明図である。 本発明の実施形態の折り返しアーチファクト抑制プリサチの自動設定手法を説明するための説明図である。 本発明の実施形態の折り返しアーチファクト抑制プリサチの自動設定手法を説明するための説明図である。

以下、本発明を適用する実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

最初に、本実施形態のＭＲＩ装置について説明する。図１は、本実施形態のＭＲＩ装置１００の全体構成を示すブロック図である。本実施形態のＭＲＩ装置１００は、ＮＭＲ現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、図１に示すように、静磁場発生系１２０と、傾斜磁場発生系１３０と、シーケンサ１４０と、送信系１５０と、受信系１６０と、制御処理系１７０と、を備える。

静磁場発生系１２０は、垂直磁場方式であれば、被検体１０１の周りの空間にその体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば、体軸方向に、均一な静磁場を発生させるもので、被検体１０１の周りに配置される永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源を備える。

傾斜磁場発生系１３０は、ＭＲＩ装置１００の座標系（装置座標系）であるＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル１３１と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源１３２とを備え、後述のシ−ケンサ１４０からの命令に従ってそれぞれの傾斜磁場コイル１３１の傾斜磁場電源１３２を駆動することにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを印加する。

送信系１５０は、被検体１０１の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検体１０１に高周波磁場パルス（以下、「ＲＦパルス」と呼ぶ。）を照射するもので、高周波発振器（シンセサイザ）１５２と変調器１５３と高周波増幅器１５４と送信側の高周波コイル（送信コイル）１５１とを備える。高周波発振器１５２はＲＦパルスを生成し、シーケンサ１４０からの指令によるタイミングで出力する。変調器１５３は、出力されたＲＦパルスを振幅変調し、高周波増幅器１５４は、この振幅変調されたＲＦパルスを増幅し、被検体１０１に近接して配置された送信コイル１５１に供給する。送信コイル１５１は供給されたＲＦパルスを被検体１０１に照射する。

受信系１６０は、被検体１０１の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出される核磁気共鳴信号（エコー信号、ＮＭＲ信号）を検出するもので、受信側の高周波コイル（受信コイル）１６１と信号増幅器１６２と直交位相検波器１６３と、Ａ／Ｄ変換器１６４とを備える。受信コイル１６１は、被検体１０１に近接して配置され、送信コイル１５１から照射された電磁波によって誘起された被検体１０１の応答のＮＭＲ信号を検出する。検出されたＮＭＲ信号は、信号増幅器１６２で増幅された後、シーケンサ１４０からの指令によるタイミングで直交位相検波器１６３により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがＡ／Ｄ変換器１６４でディジタル量に変換されて、制御処理系１７０に送られる。

シーケンサ１４０は、ＲＦパルスと傾斜磁場パルスとを所定のパルスシーケンスに従って繰り返し印加する。なお、パルスシーケンスは、高周波磁場、傾斜磁場、信号受信のタイミングや強度を記述したもので、予め制御処理系１７０に保持される。シーケンサ１４０は、制御処理系１７０からの指示に従って動作し、被検体１０１の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系１５０、傾斜磁場発生系１３０、および受信系１６０に送信する。

制御処理系１７０は、ＭＲＩ装置１００全体の制御、各種データ処理等の演算、処理結果の表示及び保存等を行うもので、ＣＰＵ１７１と記憶装置１７２と表示装置１７３と入力装置１７４とを備える。記憶装置１７２は、ハードディスクなどの内部記憶装置と、外付けハードディスク、光ディスク、磁気ディスクなどの外部記憶装置とにより構成される。表示装置１７３は、ＣＲＴ、液晶などのディスプレイ装置である。入力装置１７４は、ＭＲＩ装置１００の各種制御情報や制御処理系１７０で行う処理の制御情報の入力のインタフェースであり、例えば、トラックボールまたはマウスとキーボードとを備える。入力装置１７４は、表示装置１７３に近接して配置される。操作者は、表示装置１７３を見ながら入力装置１７４を通してインタラクティブにＭＲＩ装置１００の各種処理に必要な指示、データを入力する。

ＣＰＵ１７１は、操作者が入力した指示に従って、記憶装置１７２に予め保持されるプログラムを実行することにより、ＭＲＩ装置１００の動作の制御、各種データ処理等の制御処理系１７０の各処理を実現する。例えば、受信系１６０からのデータが制御処理系１７０に入力されると、ＣＰＵ１７１は、信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体１０１の断層像を表示装置１７３に表示するとともに、記憶装置１７２に記憶する。

送信コイル１５１と傾斜磁場コイル１３１とは、被検体１０１が挿入される静磁場発生系１２０の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体１０１に対向して、水平磁場方式であれば被検体１０１を取り囲むようにして設置される。また、受信コイル１６１は、被検体１０１に対向して、或いは取り囲むように設置される。

現在、ＭＲＩ装置の撮像対象核種で、臨床で普及しているものは、被検体１０１の主たる構成物質である水素原子核（プロトン）である。ＭＲＩ装置１００では、プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または機能を、二次元もしくは三次元的に撮像する。

本実施形態の制御処理系１７０は、撮像パラメータを設定し、設定された撮像パラメータに従って撮像シーケンスを生成する。そして、撮像シーケンスに従ってＭＲＩ装置１００の各部の動作を制御して撮像を実行する。本実施形態の撮像シーケンスは、プリサチュレーションパルス印加シーケンスと、計測シーケンスとを含む。このため、設定される撮像パラメータには、プリサチの印加領域（印加位置および印加幅）から決定されるプリサチ用励起ＲＦパルスの印加パラメータが含まれる。これらを実現するための本実施形態の制御処理系１７０の機能を、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態の制御処理系１７０の機能ブロック図である。

本図に示すように、本実施形態の制御処理系１７０は、撮像に用いる撮像パラメータを設定する撮像パラメータ設定部２１０と、撮像パラメータ設定部２１０で設定された撮像パラメータを記憶する撮像パラメータ記憶部２３０と、撮像パラメータ設定部２１０において設定され、撮像パラメータ記憶部２３０に記憶された撮像パラメータに従って、ＭＲＩ装置１００の各部を制御して撮像を行う撮像部２２０と、を備える。

撮像パラメータ設定部２１０は、ユーザが入力する撮像条件を受け付け、撮像に用いる撮像パラメータを決定し、撮像パラメータ記憶部２３０に記憶することにより、撮像部２２０が撮像に用いる撮像パラメータを設定する。ユーザが入力する撮像条件には、例えば、撮像対象部位、撮像断面、撮像法等、ＦＯＶ（撮像野）、スライス厚等が含まれる。

本実施形態では、上述のように、決定する撮像パラメータに、アーチファクト発生領域の信号を抑制するために印加するプリサチ（プリサチ用ＲＦパルス）の印加パラメータを含む。このため、撮像パラメータ設定部２１０は、プリサチ印加領域の自動設定を行い、印加パラメータを算出するプリサチ算出部２１１と、プリサチ印加領域の自動設定のために必要な情報を記憶する算出情報記憶部２１２と、を備える。

算出情報記憶部２１２は、プリサチの印加領域を算出するために必要な情報を記憶する。印加するプリサチの種類は、プリサチで抑制する対象のアーチファクトの発生原因に応じて定まる。算出情報記憶部２１２には、プリサチで抑制する対象のアーチファクトの発生原因（プリサチの種類）に応じて、プリサチ印加領域を算出する式、算出に必要な情報を記憶する。本実施形態のプリサチで抑制する対象のアーチファクトには、例えば、折り返しアーチファクト、フローアーチファクト、磁場の不均一によるアーチファクトがある。

算出式は、撮像対象、撮像目的に応じて、画質に影響を与える領域、すなわち、信号を抑制すべき領域を算出するものである。また、算出に必要な情報は、例えば、ＭＲＩ装置１００固有の仕様である傾斜磁場コイル１３１、送信コイル１５１などのコイル径、受信コイル１６１の感度マップ、傾斜磁場コイル１３１による傾斜磁場マップ、静磁場発生系１２０により形成される静磁場マップ、などである。傾斜磁場マップには、傾斜磁場分布の非線形領域の位置情報が含まれる。

プリサチ算出部２１１は、ユーザが入力した撮像条件からプリサチの印加領域を特定する情報を算出してプリサチ用ＲＦパルスの印加パラメータを算出する。ここでは、ユーザが指定したプリサチの種類に応じて、算出情報記憶部２１２から算出式および算出情報を抽出し、プリサチ印加領域を算出する。そして、算出した印加領域に印加されるよう、プリサチ用ＲＦパルスの印加パラメータを決定する。プリサチ印加領域の算出には、ユーザが入力した撮像条件も用いる。なお、プリサチの種類は、ユーザが入力する撮像条件により一意に定まることもある。本実施形態では、具体的には、撮像条件の中の、例えば、位置決め画像上で設定した撮像領域に関するパラメータと、算出情報とを照らし合わせ、信号を抑制すべき領域を算出し、当該領域をプリサチ印加領域とする。

プリサチ算出部２１１は、算出したプリサチ印加領域を、位置決め画像上に表示することにより、ユーザに提示する。ユーザは表示されたプリサチの印加領域を確認し、よければ、撮像を開始する指示を行う。なお、このとき、ユーザは、位置決め画像上で、必要に応じて微調整を行ってもよい。すなわち、プリサチ算出部２１１は、ユーザによる微調整を受け付け、プリサチ用ＲＦパルスの印加パラメータを変更する。

なお、算出されたプリサチ用ＲＦパルスの印加パラメータは、撮像パラメータとして、撮像パラメータ記憶部２３０に記憶される。

撮像部２２０は、撮像パラメータ設定部２１０で設定された、プリサチ用のＲＦパルスの印加パラメータを含む撮像パラメータに基づいて撮像シーケンスの制御データを生成し、シーケンサ１４０に通知して、シーケンサ１４０に撮像を実行させる。

本実施形態の制御処理系１７０の各機能は、予め記憶装置１７２に登録されたプログラムを、ＣＰＵ１７１が、メモリにロードして実行することにより実現される。また、算出情報記憶部２１２および撮像パラメータ記憶部２３０は、記憶装置１７２に構築される。

上記の各機能部による、本実施形態の撮像処理の流れを説明する。図３は、本実施形態の撮像処理の処理フローである。本実施形態の撮像処理は、ユーザから検査開始の指示を受けて、開始する。

撮像パラメータ設定部２１０は、撮像パラメータ設定画面を生成し、表示装置１７３に表示する。そして、この撮像パラメータ設定画面を介して、ユーザからの撮像条件の入力を受け付ける（ステップＳ１１０１）。受け付けた撮像条件は、撮像パラメータ記憶部２３０に記憶する。このとき、表示装置１７３に表示される撮像パラメータ設定画面例を図４に示す。

本図に示すように、本実施形態の撮像パラメータ設定画面４００は、位置決め画像を表示する位置決め画像表示領域４１０と、撮像に必要な各種のパラメータを含む撮像条件の入力を受け付ける撮像パラメータ入力領域４２０と、撮像パラメータ設定画面４００の各領域への入力を完了した指示を受け付ける撮像開始ボタン４３０と、プリサチ印加領域の自動設定を行う意思を受け付ける自動設定ボタン４４０と、ユーザにメッセージを表示するメッセージ欄４５０と、プリサチの詳細設定を受け付けるプリサチ設定領域４６０と、を備える。

位置決め画像表示領域４１０には、予め取得した位置決め画像が表示される。撮像パラメータ入力領域４２０は、プリサチに関する印加パラメータ以外の、撮像条件を受け付ける領域である。本実施形態では、例えば、テキスト等で入力する。

なお、最初に表示装置１７３に撮像パラメータ設定画面４００を表示する場合は、自動設定ボタン４４０およびプリサチ設定領域４６０は、操作不能としてもよい。または、表示しないよう構成してもよい。

撮像条件の入力を終えると、ユーザは撮像開始ボタン４３０を押下する。これを受け、撮像パラメータ設定部２１０は、入力された撮像条件に基づき、プリサチの要否を判断する（ステップＳ１１０２）。要否の判断は、撮像パラメータで入力された、撮像位置、撮像対象などに基づいて行う。予め、撮像対象、撮像位置毎に、プリサチの印加の要否を記憶装置１７２に登録しておいてもよい。

なお、撮像パラメータ設定画面４００に、本実施形態で自動設定の対象とするプリサチの印加の要否を受け付けるボタンを設け、ユーザが要否を判定し、指示するよう構成してもよい。

撮像パラメータ設定部２１０は、プリサチ印加要と判断した場合、メッセージ欄４５０にプリサチ印加要を意味するメッセージを表示する等し、ユーザにプリサチの印加が必要であることを通知する。また、このとき、自動設定ボタン４４０を操作可能とする。非表示の場合は、表示する。これにより、撮像パラメータ設定部２１０は、自動設定を行うか否かの選択を受け付ける（ステップＳ１１０３）。

自動設定を行う場合は、ユーザは、自動設定ボタン４４０を押下する。これを受け、撮像パラメータ設定部２１０は、プリサチの詳細な条件の入力を受け付けるプリサチ設定領域４６０を、操作不能としていた場合は、操作可能とする。非表示の場合は、表示する。撮像パラメータ設定部２１０は、プリサチ設定領域４６０を介して、プリサチを印加する断面数（プリサチ印加数）と、印加するプリサチの種類（プリサチ種）の設定を受け付ける（ステップＳ１１０４）。

これらを受け付けるため、本実施形態のプリサチ設定領域４６０は、設定するプリサチの数の入力を受け付けるプリサチ数入力欄４６１と、設定するプリサチ種の入力を受け付けるプリサチ種入力欄４６２と、入力内容を確定する意思を受け付ける確定ボタン４６３とを備える。

ユーザは、自動設定したいプリサチの数をプリサチ数入力欄４６１に入力する。また、自動設定するプリサチ種をプリサチ種入力欄４６２に入力する。ユーザは、プリサチ数入力欄４６１およびプリサチ種入力欄４６２への入力を終えると、確定ボタン４６３を押下する。

なお、プリサチ種は、自動設定するプリサチパルスの種別である。従って、プリサチ種入力欄４６２は、当該ＭＲＩ装置１００で設定可能なプリサチ種をメニュー表示し、選択を受け付けるよう構成してもよい。また、撮像条件により、設定するプリサチ種が決定する場合、プリサチ種入力欄４６２は備えなくてもよい。また、撮像条件により、設定するプリサチ数が決定する場合、プリサチ数入力欄４６１も備えなくてもよい。

ユーザによる確定ボタン４６３の押下を受け、プリサチ算出部２１１は、プリサチ種入力欄４６２に入力されたプリサチ種のプリサチ印加領域を算出するとともに、その印加領域への印加を実現するプリサチ用ＲＦパルスの印加パラメータを算出する（ステップＳ１１０５）。なお、印加領域の算出は、プリサチ数入力欄４６１に入力された数だけ行う。

そして、プリサチ算出部２１１は、算出結果を表示装置１７３に表示する（ステップＳ１１０６）。本実施形態では、位置決め画像表示領域４１０に表示される位置決め画像上に表示する。

ユーザは、表示されたプリサチ印加領域を見て、可否を判断する。可であれば、撮像開始ボタン４３０を押下する。従って、撮像パラメータ設定部２１０は、算出されたプリサチ印加領域にプリサチを印加するとの意思（ＯＫ）を受け付けると（ステップＳ１１０７）、撮像に用いる撮像パラメータを生成し、撮像パラメータ記憶部２３０に記憶することにより、撮像パラメータを確定させる（ステップＳ１１０８）。ここでは、ステップＳ１１０１で入力された撮像条件から本撮像に用いる撮像パラメータを生成する。また、プリサチ算出部２１１が算出したプリサチ用ＲＦパルスの印加パラメータを、プリサチ用の撮像パラメータとする。

撮像パラメータの確定を受け、撮像部２２０は、確定した撮像パラメータに従って、撮像を行う（ステップＳ１１０９）。

ステップＳ１１０２でプリサチ不要と判断した場合は、撮像パラメータ設定部２１０は、そのまま撮像パラメータを確定する。すなわち、ユーザによる撮像開始ボタン４３０の押下を待ち、押下を受け付けると、ステップＳ１１０８へ進み、その時点で入力されている撮像条件から本撮像に用いる撮像パラメータを生成し、撮像パラメータ記憶部２３０に設定し（ステップＳ１１０８）、撮像を開始する（ステップＳ１１０９）。

また、ステップＳ１１０３で、自動設定を行わない場合、ユーザは、ステップＳ１１０２に続き、再度撮像開始ボタン４３０を押下する。再度の撮像開始ボタン４３０の押下を受け、自動設定を行わないとの選択を受け付けた場合は、撮像パラメータ設定部２１０は、従来どおり、手動によるプリサチ印加領域の設定を受け付ける（ステップＳ１１１０）。

手動によるプリサチ印加領域の設定は、例えば、位置決め画像表示領域４１０上の位置決め画像上で受け付ける。そして、撮像開始ボタン４３０の押下を受け付けると、設定が完了したものと判断し、撮像パラメータ設定部２１０は、ステップＳ１１０７へ移行し、受け付けた撮像パラメータとして確定する。なお、このとき、撮像パラメータ入力領域４２０を介して、直接、プリサチ用ＲＦの印加パラメータの設定を受け付けてもよい。

また、ステップＳ１１０７で、表示されたプリサチ印加領域を見て、修正する場合は、位置決め画像表示領域４１０を介して位置等の調整を入力する。従って、プリサチ算出部２１１は、ステップＳ１１０７で、算出結果を修正する意思を受け付けると、手動によるプリサチ印加領域の調整を受け付ける（ステップＳ１１１１）。本実施形態では、撮像開始ボタン４３０の押下による調整完了（ＯＫ）の意思を受け付けるまで、プリサチ印加領域の調整を受け付ける。

なお、撮像パラメータ設定画面４００を生成する画面データは、予め記憶装置１７２に記憶される。

次に、プリサチ種毎に、算出情報記憶部２１２に記憶される情報、および、設定されるプリサチの印加領域について説明する。

まず、プリサチが、スライス面に垂直に動・静脈の血液が流入する場合に発生するフローアーチファクトを抑えるためのものである場合を説明する。フローアーチファクトは、例えば、胸部のアキシャル撮像を行う場合等に発生する。この場合に印加するプリサチを、フローアーチファクト抑制プリサチと呼ぶ。

フローアーチファクトは、撮像中に常に流入している血液の流れによって生じるものであり、血流の速度によって現れ方が変化する。このアーチファクトは、血管が大きく、大量の血液が流れる部位、例えば、腹部等の撮像時に顕著に現れる。フローアーチファクトを抑制するには、スライスの前後に平行したプリサチを予め印加する。これにより、撮像時にスライス面内に流入する血液による信号が抑制され、アーチファクトが抑制される。

ここでは、腹部撮像時のフローアーチファクト抑制プリサチのプリサチ印加領域算出を例にあげて説明する。図５は、この場合のプリサチ印加領域６０２算出を説明するための図である。ここでは、撮像領域の両側に２つのプリサチを印加するものとする。

算出情報記憶部２１２には、プリサチ種、フローアーチファクト抑制プリサチに対応づけて、算出情報として、プリサチ印加幅Ｗｄと、ギャップΔｄと、プリサチ印加位置Ｄを算出する算出式（１）が記憶される。

なお、プリサチ印加位置Ｄは、中心スライスＳｃから、プリサチ印加領域６０２の中心までのスライス方向の距離である。また、Ｗｄは、プリサチ印加領域の、スライス方向の幅である。印加幅Ｗｄは、固定の値で、過去の撮像による経験値が記憶される。そして、ギャップΔｄは、撮像領域６０１とプリサチ印加領域６０２との間の、スライス方向の距離である。

ここで、Ｆｄは、スライス厚Ｓｔとスライス間距離Ｓｄとスライス枚数Ｓｎとから算出される撮像幅である。すなわち、撮像領域６０１のスライス方向の距離である。従って、プリサチ算出部２１１は、撮像パラメータ設定部２１０で設定され、撮像パラメータ記憶部２３０に記憶された撮像条件の中から、スライス厚Ｓｔとスライス間距離Ｓｄとスライス枚数Ｓｎとを抽出し、撮像幅Ｆｄを得る。

プリサチ算出部２１１は、プリサチ種としてフローアーチファクト抑制プリサチが選択された場合、スライス厚Ｓｔとスライス間距離Ｓｄ、スライス枚数Ｓｎを抽出し、撮像幅Ｆｄを得、上記式（１）に従って、プリサチ印加位置Ｄを算出する。そして、算出情報として記憶されているプリサチ印加幅Ｗｄとともに、プリサチ印加領域６０２を特定する情報と決定し、位置決め画像上に表示する。

最終的に、ユーザからプリサチ印加領域の承認を受け付けると、プリサチ算出部２１１は、その時点のプリサチ印加位置Ｄおよび印加幅Ｗｄを、ＭＲＩ装置１００固有の装置座標等に変換し、プリサチ用ＲＦパルスの印加パラメータを算出する。他の例も同様である。

なお、撮像条件の設定時に、撮像断面としてアキシャルが設定された場合や、撮像対象領域として腹部が設定された場合、自動的にプリサチ種としてフローアーチファクト抑制プリサチが選択されるよう構成してもよい。

また、算出条件として記憶するプリサチ印加幅Ｗｄは、複数記憶しておいてもよい。この場合、撮像幅Ｆｄに応じてプリサチ算出部２１１が選択し、印加領域を算出する。このとき、撮像幅Ｆｄに応じて、撮像可能範囲を超えない、最大のプリサチ印加幅Ｗｄが選択される。

次に、プリサチが、磁場不均一に起因するアーチファクトを抑制するためのものである場合を説明する。この場合に印加するプリサチを、磁場不均一起因アーチファクト抑制プリサチと呼ぶ。

ＭＲＩ撮像では、呼吸動などの周期的な体動を抑制するため、体動アーチファクト抑制プリサチが印加される。例えば、腰椎のサジタル断面の撮像時等、この体動アーチファクト抑制プリサチが、磁場不均一な領域に印加されると、適切にアーチファクトが抑制できず、画像上に輝点が表れる。磁場不均一起因アーチファクト抑制プリサチは、このような輝点アーチファクトを抑制するためのものである。なお、磁場の不均一は、静磁場自体の不均一および傾斜磁場の非線形性、の２つに起因して生じる。

図６および図７は、磁場不均一起因アーチファクト抑制プリサチの印加領域の算出を説明するための図である。ここでは、腰椎のＳＡＧ断面撮像を例にあげて説明する。

腰椎のＳＡＧ断面６１３の撮像では、一般的に、腹壁の呼吸動によるアーチファクトを抑制するため、腹壁の信号を抑制する体動アーチファクト抑制プリサチ６１１を印加する。体動アーチファクト抑制プリサチ６１１は、体軸方向に印加する。プリサチは、本計測時に所定の領域から信号が発生しないようにするために印加するパルスである。このため、本計測に先立って、プリサチにより当該領域の磁化を９０度に励起した後、クラッシャー傾斜磁場を印加し、発生した横磁化を分散させる。このとき、静磁場が不均一であったり、傾斜磁場が非線形であったりする、磁場不均一領域６１４では、プリサチのクラッシャーが十分に行われず、分散した横磁化が本計測中に結像してしまい、結果として撮像スライスに輝点などのアーチファクトが現れる。このアーチファクトは、特に、傾斜磁場が非線形な領域に体が入る体幹部の撮像において発生しやすい。

この輝点アーチファクトを抑制するには、磁場不均一領域６１４でのスポイル効果を増加さる必要がある。そこで、予め、磁場不均一領域６１４に、体動アーチファクト抑制プリサチ６１１とは別のプリサチを印加し体動アーチファクト抑制プリサチ６１１と重なる部分の磁化の分散効果を増加させる。これにより、本計測中に体動アーチファクト抑制プリサチ６１１印加領域の残存磁化が結像することを抑制できる。この目的で印加されるプリサチが、磁場不均一起因アーチファクト抑制プリサチである。

算出情報記憶部２１２には、プリサチ種、磁場不均一起因アーチファクト抑制プリサチに対応づけて、算出情報として、磁場不均一領域幅Ｇｄと、撮像可能領域Ｌと、プリサチ印加位置Ｄおよびプリサチ印加幅Ｗｄを算出する算出式（２）が記憶される。

撮像可能領域Ｌおよび磁場不均一領域幅Ｇｄは、使用装置固有の値である。それぞれ、磁場中心から、体軸方向の距離として登録される。

プリサチ算出部２１１は、プリサチ種として磁場不均一起因アーチファクト抑制プリサチが選択された場合、上記式（２）に従って、プリサチ印加位置Ｄおよび印加幅Ｗｄを算出する。そしてプリサチ印加領域６１２を特定する情報と決定し、図７に示すように位置決め画像上に表示する。

なお、この場合、ユーザは、ステップＳ１１０１で撮像条件を設定後、体動アーチファクト抑制プリサチ６１１の設定を行う。撮像パラメータ設定部２１０は、体動アーチファクト抑制プリサチ６１１の設定位置、幅に応じて、ステップＳ１１０２において、磁場不均一起因アーチファクト抑制プリサチの要否を判断する。例えば、図６に示す、腰椎のＳＡＧ断面６１３撮像時、設定した体動アーチファクト抑制プリサチ６１１が、体軸方向に設定されていない場合は、プリサチ不要と判別する。一方、プリサチが体軸方向に使用される場合は、プリサチ要と判別する。

また、体動アーチファクト抑制プリサチ６１１が設定された場合、撮像パラメータ設定部２１０は、設定するプリサチを、自動的に磁場不均一起因アーチファクト抑制プリサチとし、設定数を２とするよう構成してもよい。この場合、撮像パラメータ設定部２１０は、上記ステップＳ１１０４の処理は省略可能である。また、プリサチ要と判別され、かつ、自動設定を行うと指示された場合であってもプリサチ設定領域４６０を表示しなくてもよい。

次に、プリサチが、コイル感度が撮像領域よりも広いために画像に発生する折り返しアーチファクトを抑制するためのものである場合を説明する。この場合に印加するプリサチを、折り返しアーチファクト抑制プリサチと呼ぶ。

図８および図９は、折り返しアーチファクト抑制プリサチの印加領域の算出を説明するための図である。ここでは、膝を撮像する場合を例にあげて説明する。ここでは、位相エンコード方向を体軸方向（Ｈ−Ｆ）とする。

位相エンコード方向の撮像野は、−π〜πに割り振られる。従って、撮像野６２３外の領域からのデータの位相は−π〜π以外の値となる。撮像野６２３外からのデータの位相は、−π〜π間の位相に再計算され、撮像野６２３内の同位相の位置へ配置される。これが折り返しアーチファクトとして画像上に現れる。この折り返しアーチファクトを抑制するためには、撮像時に、位相方向の撮像野６２３外の領域（折り返し領域）６２４からの信号を抑制する必要がある。このために折り返し領域６２４に印加するプリサチが、折り返しアーチファクト抑制プリサチである。

算出情報記憶部２１２には、プリサチ種、折り返しアーチファクト抑制プリサチに対応づけて、算出情報として、位相エンコード方向の最大撮像範囲Ｌｍａｘと、折り返しアーチファクトを発生させる折り返し領域６２４の、位相エンコード方向の幅ＡａおよびＡｂを算出する式（３）と、幅ＡａおよびＡｂを用いて、プリサチ印加位置ＤａおよびＤｂと、プリサチ印加幅Ｗｄとを算出する式（４）と、である。

なお、最大撮像範囲Ｌｍａｘは、使用する受信コイル１６１により定まるものである。また、プリサチ印加位置Ｄａ、Ｄｂは、磁場中心からの距離である。また、Ｆａ、Ｆｂは、それぞれ、磁場中心から、撮像条件として設定したＦＯＶ（撮像野）６２３の、位相エンコード方向の上端および下端までの距離である。従って、プリサチ算出部２１１は、撮像パラメータ設定部２１０で設定され、撮像パラメータ記憶部２３０に記憶された撮像条件の中から、Ｆａ、Ｆｂを得る。

本例では、まず、ＦＯＶ６２３の両側それぞれについて、必要なプリサチ印加幅（６２４）Ａａ、Ａｂを計算し、大きい方を、設定するプリサチ印加幅Ｗｄに採用する。これは、２断面同時励起プリサチの印加幅を揃えるためである。そして、印加幅Ｗｄのプリサチを、ＦＯＶ６２３の位相エンコード方向両端それぞれの外側領域に印加する場合の、印加位置（磁場中心から、印加中心までの距離）を、印加位置Ｄａ，Ｄｂとして算出する。図９には、Ａａ≧Ａｂの場合を例示する。

プリサチ算出部２１１は、プリサチ種として折り返しアーチファクト抑制プリサチが選択された場合、Ｆａ、Ｆｂを抽出し、上記式（３）に従って、必要なプリサチ印加幅Ａａ、Ａｂを計算する。そして、それを用いて、式（４）に従って、ＦＯＶ両側それぞれについて、プリサチ印加位置Ｄａ，Ｄｂ，および印加幅Ｗｄを算出し、プリサチ印加領域６２２を特定する情報と決定し、位置決め画像上に表示する。

なお、撮像条件設定時に、撮像部位として膝が設定された場合、自動的にプリサチ種として折り返しアーチファクト抑制プリサチが選択されるよう構成してもよい。

なお、自動設定されるプリサチ種はこれに限られない。また、自動設定されるプリサチの数は、１つであってもよい。すなわち、印加パラメータ算出の対象とするプリサチは、単一断面を励起するプリサチであってもよい。

以上説明したように、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、画像に生じるアーチファクトを抑制するプリサチュレーションパルスの印加を伴う撮像を行う磁気共鳴イメージング装置１００であって、前記プリサチュレーションパルスは、少なくとも２つの基本周波数成分を有する励起パルスの合成パルスである複数個所同時励起プリサチュレーションパルスであり、当該磁気共鳴イメージング装置１００は、撮像条件の入力を受け付け、撮像パラメータとして設定する撮像パラメータ設定部２１０と、前記撮像条件を用い、前記プリサチュレーションパルスの印加パラメータを算出するプリサチ算出部２１１と、前記印加パラメータに従って、前記プリサチュレーションパルスを印加し、前記撮像パラメータに従って本計測を行う撮像部２２０と、を備える。

また、前記プリサチュレーションパルスの種別に対応づけて、前記印加パラメータを算出するために必要な算出情報を記憶する算出情報記憶部２１２をさらに備え、前記プリサチ算出部は、前記算出情報をさらに用いて、前記印加パラメータを算出してもよい。

このため、本実施形態によれば、複数のプリサチを印加することにより、抑制対象のアーチファクトを効果的に抑制できる。従って、高画質の画像を得ることができる。また、この複数のプリサチを印加する撮像シーケンスでの撮像において、複数のプリサチが同時に印加される。従って、複数のプリサチ印加によって撮像時間が長びくことがない。さらに、本実施形態によれば、この複数のプリサチの印加位置、印加幅を、通常の撮像条件等を指定するだけで、自動的に算出する。従って、プリサチ印加位置、印加幅設定のために時間を要することがないし、その手間も不要となる。また、自動的に設定されるため、設定精度がユーザの熟練度に左右されない。

このため、複数個所にプリサチを印加する場合であっても、ユーザの習熟度によらず、効率的に高画質の画像を得ることができる。

また、本実施形態によれば、プリサチ印加領域の自動設定において、位置決め画像を使用せず、撮像パラメータおよび予め保持された算出情報のみを用いる。従って、撮像パラメータさえ同じであれば、被検体毎に算出する必要もない。例えば、同じ撮像を複数の被検体に対して連続的に行う場合、より効率的に検査を行うことができる。

また、上記実施形態では、１つの撮像パラメータ設定画面４００上で、撮像条件、プリサチの詳細設定を受け付けているが、これに限られない。位置決め画像を表示する画面、撮像条件を受け付ける画面、プリサチの詳細設定を受け付ける画面、それぞれ、別個独立に生成し、必要なタイミングで表示するよう構成してもよい。

１００：ＭＲＩ装置、１００：磁気共鳴イメージング装置、１０１：被検体、１２０：静磁場発生系、１３０：傾斜磁場発生系、１３１：傾斜磁場コイル、１３２：傾斜磁場電源、１４０：シーケンサ、１５０：送信系、１５１：送信コイル、１５２：高周波発振器、１５３：変調器、１５４：高周波増幅器、１６０：受信系、１６１：受信コイル、１６２：信号増幅器、１６３：直交位相検波器、１６４：Ｄ変換器、１７０：制御処理系、１７１：ＣＰＵ、１７２：記憶装置、１７３：表示装置、１７４：入力装置、２１０：撮像パラメータ設定部、２１１：プリサチ算出部、２１２：算出情報記憶部、２２０：撮像部、２３０：撮像パラメータ記憶部、４００：撮像パラメータ設定画面、４１０：位置決め画像表示領域、４２０：撮像パラメータ入力領域、４３０：撮像開始ボタン、４４０：自動設定ボタン、４５０：メッセージ欄、４６０：プリサチ設定領域、４６１：プリサチ数入力欄、４６２：プリサチ種入力欄、４６３：確定ボタン、６０１：撮像領域、６０２：プリサチ印加領域、６１１：体動アーチファクト抑制プリサチ、６１２：プリサチ印加領域、６１３：ＳＡＧ断面、６１４：磁場不均一領域、６２２：プリサチ印加領域、６２３：撮像野、６２４：折り返し領域

Claims (10)

1. 画像に生じるアーチファクトを抑制するために、少なくとも２つの基本周波数成分を有する励起パルスの合成パルスを印加することにより、複数の領域に同時にプリサチュレーションパルスを印加した後、撮像を行う磁気共鳴イメージング装置であって、
   予め定めた複数のアーチファクトの種類の中から、抑制すべきアーチファクトの種類の選択、および、撮像領域の設定をユーザから受け付ける撮像パラメータ設定部と、
   前記抑制すべきアーチファクトの種類に応じて、前記撮像領域に対して所定の位置に、前記プリサチュレーションパルスを照射する複数のプリサチ印加領域を演算により設定するプリサチ算出部と、
   前記合成パルスを印加することにより、前記複数のプリサチ印加領域に前記プリサチュレーションパルスを印加した後、前記撮像領域を撮像する撮像部と、を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記プリサチ算出部は、前記抑制すべきアーチファクトの種類に応じて、前記撮像領域に対して、所定の方向および距離に、前記プリサチ印加領域を設定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
3. 請求項１または２に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記抑制すべきアーチファクトの種類は、前記撮像領域に血液が流入する場合に発生するフローアーチファクト、前記撮像部が印加する磁場の不均一に起因する磁場不均一起因アーチファクト、および、前記撮像部が核磁気共鳴信号の受信に用いるコイルの感度領域が前記撮像領域よりも広いために発生する折り返しアーチファクトのうちのいずれかであることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
4. 請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記抑制すべきアーチファクトの種類に応じて、前記撮像領域に対して所定の位置に、前記複数のプリサチ印加領域を演算により設定するための数式を記憶する算出情報記憶部をさらに備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
5. 請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記抑制すべきアーチファクトの種類が、前記フローアーチファクトである場合、前記プリサチ算出部は、前記撮像領域のスライス方向の両側であって、前記撮像領域から所定の距離にある位置に、それぞれ前記プリサチ印加領域を設定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
6. 請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記抑制すべきアーチファクトの種類が、体動によるアーチファクトを抑制するために、所定の方向に沿った領域に、体動抑制用プリサチュレーションパルスを印加したとき、前記磁場不均一に起因して生じる前記磁場不均一起因アーチファクトである場合、前記プリサチ算出部は、前記体動抑制用プリサチュレーションパルスを印加する領域の前記所定の方向について、前記撮像領域の両側の、前記撮像領域から所定の距離にある位置に、それぞれ前記プリサチ印加領域を設定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
7. 請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記抑制すべきアーチファクトの種類が、前記折り返しアーチファクトである場合、前記プリサチ算出部は、前記撮像領域の位相エンコード方向の両側であって、前記撮像領域から位相エンコード方向について所定の距離にある位置に、それぞれ前記プリサチ印加領域を設定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
8. 請求項１から７いずれか１項記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記撮像パラメータ設定部は、自動設定を行うか否かの選択をさらに受け付け、
   前記プリサチ算出部は、自動設定を行うことが選択された場合、前記複数のプリサチ印加領域を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
9. 請求項１から８いずれか１項記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記プリサチ算出部は、前記複数のプリサチ印加領域を算出する毎に、算出結果をユーザに提示し、微調整を受け付けることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
10. 請求項９記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    前記撮像部は、位置決め画像を撮像し、
    前記プリサチ算出部は、前記算出した前記複数のプリサチ印加領域を位置決め画像上に表示することによりユーザに提示することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

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